DENGE VE HAL DEĞİŞİMİ ÇÖZÜMLER

Isı ve sıcaklık konusu. Isı alışverişi ve denge sıcaklığı. Maddelerin hal değiştirmeleri ve hal değişim ısıları. Çözümlü soruların çözümleri.

Çözüm – 1 

İki cisim üst üste konulursa daha sıcak olan cisim ısı kaybederken, sıcaklığı daha düşük olan cisim ısı kazanır ve sıcaklığı yükselir. Bu ısı alışverişi sonucunda cisimlerin son sıcaklığı eşit olur. Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir.

Bakır metali daha sıcak olduğundan ısı kaybedecektir. Bakırın vereceği ısı;

Q_verilen = m_bakır.c_bakır. (t_bakır– t_denge) formülünden,

Q_verilen = 1800 . 0,39 . (60 – t_denge)

Alüminyum daha düşük sıcaklıkta olduğundan ısı alacaktır. Alüminyumun alacağı ısı;

Q_alınan = m_al . c_al.(t_denge - t_al) formülünden,

Q_alınan = 780 . 0,9 . (t_denge – 20)

Alınan ve verilen ısılar birbirine eşit olduğundan,

1800 . 0,39 . (60 – t_denge) = 780 . 0,9 . (t_denge – 20)

702(60 – t_denge) = 702(t_denge – 20)

60 – t_denge = t_denge – 20

2t_denge = 80

t_denge = 40 °C

Çözüm – 2 

Suyun sıcaklığı daha yüksek olduğundan su ısı kaybedecek A maddesi ısı kazanacaktır.

Q_verilen = 800 . 4,18 . (80 – 60) 

Q_alınan = 836 . c_A . (60 – 20)

Q_verilen = Q_alınan

800 . 4,18 . 20 = 836 . c_A . 40

800 . 4,18 = 836 . c_A . 2

3344 = 1672 . c_A

c_A = 2 J/g °C olarak bulunur.

Çözüm – 3 

Q_verilen = 540 . 0,13 . (130 – 82)

Q_alınan = m_demir  . 0,45 . (82 – 30)

Q_verilen = Q_alınan

540 . 0,13 . 48 = m_demir . 0,45 . 52

3369,6 = 23,4.g_demir

g_demir = 144 g

Çözüm – 4 

Q_verilen = 480 . 4,18 . (60 – 40)

Q_alınan = 836 . 2,4 . (40 – t_alkol)

Qverilen = Qalınan

480 . 4,18 . 20 = 836 . 2,4 . (40 – t_alkol)

200. 1.20 = 200 . 1.(40 – t_alkol)

20 = 40 – t_alkol

t_alkol = 20 °C olarak bulunur.

Çözüm – 5 

Kütleleri eşit olan aynı cins maddeler karıştırılırsa son sıcaklıkları ilk sıcaklıklarının aritmetik ortalamasına eşit olur. Buna göre;

t_denge = 35 °C olur.

Çözüm – 6 

A maddesinin sıcaklığı daha yüksektir. Isı veren madde A maddesi olacaktır?

Q_verilen = 1800.c_A. (90 – 60)

Q_alınan = 750 . 0,9 . (60 – 20)

Q_alınan= Q_verilen

750 . 0,9 . 40 = 1800 . c_A . 30

27000 = 54000 . c_A

c_A= 0,5 J/g °C olarak bulunur.

Çözüm – 7 

Erime sıcaklığındaki bir g maddenin tamamen erimesi için gerekli ısıya erime ısısı(Le) denir. m gram maddenin tamamen erimesi için verilmesi gerek ısı miktarı m.Le olur.

Q = m.L_e

Q = 450 . 24,5

Q = 11025 J

Çözüm – 8 

Bir madde erirken ne kadar ısı almışsa, donarken (katı hale geçerken) o kadar ısı verecektir.

Q = m.L_d

Q = 1500 . 334

Q = 501000 J

Çözüm – 9 

Kaynama sıcaklığındaki bir maddenin tamamen buharlaşması için verilmesi gereken ısı miktarı 

Q = m. L_b formülü ile bulunur. L_b; kaynama sıcaklığındaki 1 gram maddenin buharlaşması için verilmesi gereken ısı miktarıdır. 1 gram maddenin buharlaşması için L_b kadar ısı verilmesi gerekiyorsa m gram maddenin tamamen buharlaşması için verilmesi gereken ısı miktarı m. L_b  olur.

Q = 800 . 850

Q = 680000 J

Çözüm – 10

 Q = m.L_y

Q = 200 . 2257

Q = 451400

Çözüm – 11

Alüminyum katılaşarak sıvı hale geçerken ortama ısı verir. Isı alışverişi sadece alüminyum ile su arasında olduğundan bu ısıyı alan suyun sıcaklığı yükselir. Önce alüminyumun verdiği ısı enerjisini bulalım.

Q = m.L_d

Q = 418 . 397

Q = 165946

Şimdi bu ısının suyun sıcaklığını kaç °C ye yükselteceğini bulalım.

165946 = 500 . 4,18. (t_s – 10)

39700 = 500(t_s – 10)

79,4 = t_s – 10

t_s = 89,4

Suyun son sıcaklığı 89,4 °C olur.

Denge ve Hal Değişimi Soruları

SANATSAL BİLGİ

25/03/2017