1.
Kütlesi m özısısı c olan bir katı maddeye Q kadar ısı verildiğinde sıcaklığı t kadar artıyor. Özısısı 3c olan 2m kütleli başka bir katı maddeye 5Q ısı verilirse sıcaklık artışı kaç t olur?
Çözüm
Sorunun ilk cümlesinde verilen bilgilere göre
Q=m.c.t olur.
İkinci cümlede verilenlere göre
5Q=2m.3c.t' yazılır. t' kaç t dir diye soruluyor. ikinci denklemi birinci denkleme oranlarsak,
5 = 6.t'/t çıkar. Buradan t'=5t/6 çıkar
2.
10 0C sıcaklıktaki 1 kg suyun içine 100 0C sıcaklıkta 2 kg demir parçası atıldığında denge sıcaklığı ne olur?
(Demirin özısısı: 0,1 cal/g.0C, suyun özısısı: 1 cal/g0C) (Ortam ısıca yalıtılmıştır)
Çözüm
Isı alışverişinde cismlerin aldığı veya verdiği ısılar birbirine eşittir. Yani ikisi için de Q değerleri eşittir. 1 ile gösterilenler demire 2 ile gösterilenler suya ait değerler olsun.
m1.c1.Δt1=m2.c2.Δt2
2 x 0,1 x (100 - t)=1 x 1 x (t - 10)
bu denklemde t yalnız bırakılırsa, 25 santigrad çıkar.
3.
4.
-40 0F kaç 0C tır?
Çözüm
Fahrenhait 32 den başlar ve 180 bölmeye ayrılmıştır. -40 32 nin 72 altındadır. Yani bölme sayısının 72/180=2/5 i kadar.
santigrad da başlangıcının (0 derecenin) 2/5 bölme altında olmalı.
100.2/5=40 sıfırın 40 altı -40 tır.
Demekki -40 0F -400C tır
5.
Bir X termometresi suyun donma noktasını 20 0X , kaynama noktasını 140 0X olarak ölçüyor. Buna göre 50 0C sıcaklık kaç 0X dir?
Çözüm
C/100 = 50/100 50/100 = X/120 X=60 santigrad
6. Bir telin 20 0C sıcaklıktaki boyu 10 m olarak ölçülüyor. Telin yapıldığı maddenin uzama katsayısı 2,5.10-5 1/0C olduğuna göre, telin 120 0C sıcaklıktaki boyunu hesaplayınız.
Çözüm
ΔL = L0. λ. Δt formülünü kulanırsak,
L0= 10 m
λ=2,5.10-5 1/0C
Δt=120 -20 = 100 0C değerleri verilmiştir.
ΔL= 10 . 2,5.10-5 . 100 = 0,025 m telin boyundaki uzamayı verir. Yani telin sıcaklığı 20 den 120 çıktığında boyunda 0,025 m artış olmuş demektir. O halde son boyu
10 + 0,025 = 10,025 m olur. Yani telin sıcaklığını 120 derece sıcaklıkta ölçsek bu değeri buluruz.
7. Özısıları 0,2 ve 0,8 olan K ve L sıvılarından K den 500 gr, L den 250 gr alınarak bir karışım hazırlanıyor. K ve L nin ilk sıcaklıkları sırasıyla 40 ve 70 0C olduğuna göre,
a) K ve L nin ısı sığalarını hesaplayınız.
b) Karışımın son sıcaklığını bulunuz
Çözüm
a)
Isı sığası: C=m.c
CK = 500 . 0,2 = 100 cal/g
CL = 250 . 0,8 = 200 cal/g
b)
Isı alışverişinde cismlerin aldığı veya verdiği ısılar birbirine eşittir. Yani ikisi için de Q değerleri eşittir.
mK.cK.ΔtK=mL.cL.ΔtL
500 x 0,2 x (t - 40)=250 x 0,8 x (70 - t)
bu denklemde t yalnız bırakılırsa, 60 santigrad çıkar.
8. Özısısı 0,4 cal /g.0C olan bir cismin sıcaklığı 10 0C tan 60 0C a çıkarılmak isteniyor. cismin kütlesi 2 kg olduğuna göre, bu cisme kaç cal ısı enerjisi verilmelidir?
Çözüm
c=0,4 cal /g.0C
m=2 kg = 2000 g
Δt=60-10=50 0C
Q=m.c.Δt = 2000. 0,4 . 50 = 40 000 cal
9. 20 0C sıcaklıktaki 500 g kütleli suya 4000 cal ısı enerjisi verilirse, son socaklığı kaç 0C olur?
(suyun öz ısısı: c=1 cal /g.0C)
Çözüm
Suya verilen ısı: Q=4000 cal
suyun öz ısısı: c=1 cal /g.0C
suyun kütlesi: m= 500 g
ilk sıcaklık t1=20 0C
Q=m.c.Δt --> 4000=500.1.Δt --> Δt =8 0C
demekki sıcaklık 8 0C artacak. 20 + 8 =28 0C olacak
10. -20 0C sıcaklıktaki 10 g buzu 130 0C buhar yapabilmek için kaç cal ısı gerekir.
(buzun özısısı: cbuz=0,5 cal/g.0C , buharın özısısı: cbuhar=0,5 cal/g.0C , suyun özısısı: csu=1 cal/g.0C , erime ısısı: Lb=80 cal/g , buharlaşma ısısı: Lb=540 cal/g)
Önce buz erime sıcaklığı olan 0 0C sıcaklığa ısınacak. Dolayısıyla sıcaklığını 20 0C arttıracak.
Q=m.c.Δt=10. 0,5 . 20 =100 cal bu işlem için gerekir.
Sonra erime sıcaklığına gelen buz eriyecek (sıcaklığı artmaz.)
Q=m.L = 10 .80 = 800 cal erime işlemi için gereken ısı
Eriyip tamamen su olan buz artık ısınacak . Yani suyun sıcaklığı 0 dan 100 dereceye kadar artacak. Çünkü 100 den sonra kaynama başlar. Su ancak 100 0C sıcaklığa kadar ısınabilir.
Q=m.c.Δt = 10.1.100 = 1000 cal
100 dereceye galmiş su şimdi kaynamaya başlayacak. Yani
Q=m.L = 10.540 = 5400 cal. 100 0C suyu 100 0C buhar yapabilmek için gereken ısı
En son olarak 100 0C sıcaklıktaki buhar ısınıp 130 0C sıcaklığa gelecek. Yani sıcaklığı 30 0C artacak.
Q=m.c.Δt = 10.0,5.30 = 150 cal
toplam: 100+800+1000+5400+150 =7450 cal
