İç Enerji, Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki

Öğrenme çıktıları

Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.

• FİZ.9.4.1İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile arasındaki ilişki hakkında tümevarımsal akıl yürütebilme

  • a) Isı, sıcaklık ve iç enerji ile ilgili görselleri inceler.
  • b) İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile ilişkisini bulur.
  • c) İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile arasındaki ilişkiyi geneller.

1. Kolay

   1Okul gazetesinin hava ve sağlık köşesi için öğrenciler kısa cümleler yazıyor. Editör Ahmet, ısı ile sıcaklık kavramlarını karıştıran cümleleri ayıklayıp yalnızca bilimsel olarak doğru olanı yayımlayacak. Ahmet hangi cümleyi yayımlamalıdır?

   • AA) Bugün havanın sıcaklığı 30 °C'ye çıktı.
   • BB) Bugün havanın ısısı 30 dereceye çıktı.
   • CC) Çaydaki suyun ısısını termometreyle ölçtüm.
   • DD) Hastanın vücut ısısı 39 dereceye ulaştı.
   • EE) Sobanın odaya verdiği sıcaklık arttı.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) Bugün havanın sıcaklığı 30 °C'ye çıktı.

   Termometreyle ölçülen ve derece ile ifade edilen büyüklük sıcaklıktır; ısı ise sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir ve derece ile ölçülmez. "Sobanın verdiği sıcaklık" cümlesi de yanlıştır; soba odaya sıcaklık değil ısı aktarır, odanın sıcaklığı bunun sonucunda artar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

2. Kolay

   2Öğretmen tahtaya bir bardak su çiziyor ve şunu anlatıyor: "Bu bardaktaki bütün su moleküllerinin hareketlerinden kaynaklanan enerjileri ile birbirlerine göre konumlarından kaynaklanan enerjilerini topladığımızı düşünün. Bardağı ısıtırsak bu toplam artar." Öğretmenin tarif ettiği nicelik hangisidir?

   • AA) Isı
   • BB) Sıcaklık
   • CC) Öz ısı
   • DD) Isı sığası
   • EE) İç enerji
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) İç enerji

   Maddeyi oluşturan bütün taneciklerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı iç enerjidir. Sıcaklık bu toplamı değil, taneciklerin ortalama kinetik enerjisini gösterir; bu yüzden aynı sıcaklıktaki büyük bir kovanın iç enerjisi bir bardağınkinden fazladır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

3. Kolay

   3Fizik dersinde Ece, bir su ısıtıcısıyla 1 L suyu ısıtıyor; suyun sıcaklığını termometreyle, ısıtıcının harcadığı enerjiyi de prize takılı bir ölçerle kaydediyor. Raporundaki tabloda "suya aktarılan ısı" sütununa SI birim sistemine uygun bir birim yazması gerekiyor. Ece bu sütuna hangi birimi yazmalıdır?

   • AA) Joule
   • BB) Kelvin
   • CC) Newton
   • DD) Pascal
   • EE) Watt
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) Joule

   Isı, sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan bir enerjidir ve SI'daki birimi joule'dür (J). Kelvin sıcaklığın birimidir; watt ise birim zamanda aktarılan enerjinin (gücün) birimidir. Isıyı termometreyle ölçülen bir nicelik sanmak, onu kelvinle ifade etme yanılgısına yol açar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

4. Kolay

   4Bir bilim olimpiyatına katılan Arda, deney raporunu uluslararası jüriye SI birimleriyle sunmak zorunda. Raporunda, deniz seviyesinde kaynayan suyun sıcaklığını 373 sayısıyla yazmış; sayının yanına uygun birimi eklemesi gerekiyor. Arda bu sayının yanına hangi birimi yazmalıdır?

   • AA) Joule
   • BB) Kalori
   • CC) Kelvin
   • DD) Watt
   • EE) Fahrenhayt
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Kelvin

   Sıcaklığın SI birimi kelvindir (K); deniz seviyesinde suyun kaynama sıcaklığı 100 °C = 373 K'dir. Joule ve kalori enerji (ısı) birimleridir; fahrenhayt bir sıcaklık ölçeğidir ama SI birimi değildir ve suyun kaynama sıcaklığı bu ölçekte 212'dir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

5. Kolay

   5Bir bilim dergisinde, maddeyi oluşturan taneciklerin hareketinin en aza indiği kuramsal sıcaklık değerine “mutlak sıfır” dendiği yazıyor. Mutlak sıfırın kelvin cinsinden değeri aşağıdakilerden hangisidir?

   • AA) 273 K
   • BB) 100 K
   • CC) −273 K
   • DD) 373 K
   • EE) 0 K
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) 0 K

   Mutlak sıfır kelvin ölçeğinin başlangıcıdır: 0 K ≈ −273 °C. −273 değeri santigrat cinsindendir; kelvin ölçeğinde eksi değer yoktur.

   Hata mı var? Düzeltme öner

6. Kolay

   6Fizik öğretmeni, mutlak sıfırın üzerindeki her maddede taneciklerin sürekli öteleme, dönme ya da titreşim hareketi yaptığını anlatıyor. Bu hareketler taneciklere hangi tür enerji kazandırır?

   • AA) Kimyasal enerji
   • BB) Nükleer enerji
   • CC) Işık enerjisi
   • DD) Kinetik enerji
   • EE) Ses enerjisi
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Kinetik enerji

   Hareket eden her tanecik kinetik enerjiye sahiptir; öteleme, dönme ve titreşim hareketleri taneciklere kinetik enerji kazandırır. Kimyasal enerji, maddelerin tepkimeye girmesiyle ilgilidir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

7. Kolay

   7Hemşire, ateşi olan bir öğrencinin vücut sıcaklığını termometreyle ölçüyor. Termometrenin gösterdiği sıcaklık değeri, vücudu oluşturan taneciklerle ilgili hangi niceliğin ölçüsüdür?

   • AA) Taneciklerin toplam sayısının
   • BB) Taneciklerin toplam kütlesinin
   • CC) Taneciklerin toplam potansiyel enerjisinin
   • DD) Taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin
   • EE) Taneciklerin kapladığı toplam hacmin
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin

   Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Toplam enerjiyle ilgili nicelik iç enerjidir; sıcaklık toplamı değil ortalamayı gösterir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

8. Kolay

   8Bir balon içindeki hava güneş altında ısınıyor. Isınma sırasında balondaki hava taneciklerinin hareketiyle ilgili hangisi doğrudur?

   • AA) Tanecikler ortalama olarak daha yavaş hareket eder.
   • BB) Tanecikler ortalama olarak daha hızlı hareket eder.
   • CC) Taneciklerin hareketi tamamen durur.
   • DD) Taneciklerin sayısı iki katına çıkar.
   • EE) Tanecikler hareketsiz kalır, yalnız büyür.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: B) Tanecikler ortalama olarak daha hızlı hareket eder.

   Isınan maddede taneciklerin ortalama kinetik enerjisi, dolayısıyla ortalama hızları artar. Tanecik sayısı ısınmayla değişmez.

   Hata mı var? Düzeltme öner

9. Kolay

   9Fizik dersinde “Bir madde ne depolar?” sorusu tartışılıyor. Öğretmen, ısının yalnızca aktarım sırasında söz konusu olduğunu hatırlatıyor. Buna göre bir maddenin depoladığı enerji aşağıdakilerden hangisidir?

   • AA) İç enerji
   • BB) Isı
   • CC) Sıcaklık
   • DD) Basınç
   • EE) Kaldırma kuvveti
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) İç enerji

   Madde ısı depolamaz, iç enerji depolar; ısı yalnızca sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir. Sıcaklık bir enerji değil, ortalama kinetik enerjinin ölçüsüdür.

   Hata mı var? Düzeltme öner

10. Kolay

    10Bir deney raporunda “Isıtıcı, suya 4200 ... ısı aktardı.” cümlesinde birim silinmiştir. Isının SI birimi aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Kelvin (K)
    • BB) Santigrat derece (°C)
    • CC) Pascal (Pa)
    • DD) Newton (N)
    • EE) Joule (J)
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Joule (J)

    Isı aktarılan bir enerjidir ve SI birimi joule'dür. Kelvin sıcaklığın birimidir; ısı ile sıcaklığın birimleri farklıdır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

11. Kolay

    11Fizik öğretmeni “Isı, iki madde arasında ancak belirli bir koşul sağlanırsa aktarılır.” diyor. Bu koşul aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Maddelerin kütlelerinin eşit olması
    • BB) Maddelerin aynı renkte olması
    • CC) Maddelerin aynı hâlde bulunması
    • DD) Maddeler arasında sıcaklık farkı bulunması
    • EE) Maddelerin iç enerjilerinin eşit olması
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) Maddeler arasında sıcaklık farkı bulunması

    Isı, sıcaklık farkı nedeniyle bir maddeden diğerine aktarılan enerjidir; fark yoksa aktarım olmaz. İç enerjilerin eşit olması gerekmez; belirleyici olan sıcaklıktır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

12. Kolay

    12Fırından çıkarılan sıcak bir kek tepsisi mutfak tezgâhında soğumaya bırakılıyor. Tepsi soğurken tepsinin iç enerjisi nasıl değişir?

    • AA) Artar.
    • BB) Değişmez.
    • CC) Azalır.
    • DD) Önce artar, sonra azalır.
    • EE) Sıfır olur.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Azalır.

    Tepsi çevresine ısı verir; ısı veren maddenin iç enerjisi azalır. İç enerji sıfır olmaz, çünkü tepsi mutlak sıfırın çok üzerindedir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

13. Kolay

    13Ders kitabındaki bir görselde, aynı miktarda suyun bulunduğu iki beherin tanecik modeli çizilmiştir. K beherindeki taneciklerin yanındaki hız okları kısa, L beherindeki taneciklerinkiler ise uzundur. Bu görsele göre hangi sonuç çıkarılır?

    Hatalı görseli bildir

    • AA) K'deki suyun sıcaklığı L'dekinden yüksektir.
    • BB) İki beherdeki suyun sıcaklığı eşittir.
    • CC) L'deki su, K'dekinden daha az tanecik içerir.
    • DD) K'deki suyun tanecikleri hiç hareket etmez.
    • EE) L'deki suyun sıcaklığı K'dekinden yüksektir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) L'deki suyun sıcaklığı K'dekinden yüksektir.

    Uzun hız okları, taneciklerin daha hızlı hareket ettiğini ve ortalama kinetik enerjilerinin büyük olduğunu gösterir; bu da sıcaklığın daha yüksek olduğu anlamına gelir. K'deki tanecikler yavaş da olsa hareket eder, hiç durmazlar.

    Hata mı var? Düzeltme öner

14. Kolay

    14Bahçedeki bir taş, sabahtan öğlene kadar güneş altında bekledikçe ısınıyor. Taşın ısı almasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

    • AA) Taşın iç enerjisi artar.
    • BB) Taşın iç enerjisi azalır.
    • CC) Taşın iç enerjisi değişmez.
    • DD) Taşın kütlesi artar.
    • EE) Taşın tanecik sayısı artar.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Taşın iç enerjisi artar.

    Isı alan maddenin iç enerjisi artar; taşın taneciklerinin ortalama kinetik enerjisi yükseldiği için sıcaklığı da artar. Tanecik sayısı ya da kütle ısı alarak değişmez.

    Hata mı var? Düzeltme öner

15. Kolay

    15Bir laboratuvardaki dijital termometre ortam sıcaklığını 290 K olarak gösteriyor. Bu sıcaklık santigrat cinsinden kaçtır?

    • AA) 563 °C
    • BB) 17 °C
    • CC) 290 °C
    • DD) −17 °C
    • EE) 27 °C
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 17 °C

    t(°C) = T(K) − 273 = 290 − 273 = 17 °C'dir. 563 °C, 273'ün çıkarılması yerine eklenmesiyle bulunur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

16. Kolay

    16Sağlıklı bir insanın vücut sıcaklığı yaklaşık 37 °C'dir. Bu sıcaklık kelvin cinsinden kaçtır?

    • AA) 236 K
    • BB) 37 K
    • CC) 273 K
    • DD) 310 K
    • EE) −236 K
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) 310 K

    T(K) = t(°C) + 273 bağıntısıyla 37 + 273 = 310 K bulunur. 236 K, 273 eklemek yerine çıkarmakla elde edilen hatalı sonuçtur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

17. Kolay

    17Bir öğrenci, ısıtılmış metal bir bilyenin soğuk suya aktardığı ısı miktarını belirlemek istiyor. Öğretmeni, ısının doğrudan ölçülemediğini; ısı alışverişinin dışarıya karşı yalıtılmış özel bir kapta yaptırılıp ölçülen sıcaklık değişimlerinden hesaplandığını söylüyor. Öğretmenin sözünü ettiği, ısının dolaylı yoldan ölçülmesini sağlayan kap aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Kalorimetre kabı
    • BB) Termometre
    • CC) Barometre
    • DD) Dinamometre
    • EE) Dereceli silindir
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Kalorimetre kabı

    Isı, sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir ve kalorimetre kabı ile dolaylı yoldan ölçülür: ısı alışverişi dışarıya karşı yalıtılmış kapta gerçekleşir, aktarılan ısı sıcaklık değişimlerinden hesaplanır. Termometre ısıyı değil sıcaklığı ölçer; kalorimetre kabında yalnız sıcaklık değişimini okumaya yarar. Barometre açık hava basıncını, dinamometre kuvveti, dereceli silindir sıvı hacmini ölçer.

    Hata mı var? Düzeltme öner

18. Kolay

    18Ayşe, sıcaklıkları 30 °C olan iki özdeş bardak suyu boş bir sürahide birleştiriyor. Kardeşi, "30 ile 30'u topladık, sürahideki su 60 °C oldu." diyor. Birleştirme sırasında çevreyle ısı alışverişi önemsizdir. Sürahideki suyun sıcaklığı ve iç enerjisi, bardaklardan yalnız birindeki suyunkiyle karşılaştırıldığında nasıldır?

    • AA) Sıcaklığı iki katıdır, iç enerjisi aynıdır.
    • BB) Sıcaklığı da iç enerjisi de iki katıdır.
    • CC) Sıcaklığı da iç enerjisi de aynıdır.
    • DD) Sıcaklığı aynıdır, iç enerjisi iki katıdır.
    • EE) Sıcaklığı aynıdır, iç enerjisi yarısıdır.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) Sıcaklığı aynıdır, iç enerjisi iki katıdır.

    Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin göstergesidir; madde miktarına bağlı değildir. Aynı sıcaklıktaki iki su birleştirildiğinde tanecik başına ortalama enerji değişmez, sıcaklık 30 °C'de kalır; sıcaklıklar toplanmaz. İç enerji ise bütün taneciklerin toplam enerjisidir ve madde miktarıyla artar. Özdeş iki bardak su birleşince tanecik sayısı iki katına çıktığı için sürahideki suyun iç enerjisi tek bardaktakinin iki katıdır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

19. Orta

    19Laboratuvarda Barış, bir beherdeki suyu ısıtıyor ve suyun sıcaklığının 18 °C'den 33 °C'ye çıktığını ölçüyor. Raporunu kelvin cinsinden yazması isteniyor; önce sıcaklık değişimini hesaplayacak. Suyun sıcaklık değişimi kelvin cinsinden kaçtır?

    • AA) 15 K
    • BB) 258 K
    • CC) 273 K
    • DD) 288 K
    • EE) 306 K
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) 15 K

    Kelvin ve Celsius ölçeklerinde bir derecelik aralık eşittir; bu yüzden sıcaklık farkı iki ölçekte de aynı sayıyla ifade edilir: 33 − 18 = 15 K. 288 K, farka 273 eklendiğinde bulunur; 273 yalnızca tek bir sıcaklık değerini çevirirken eklenir, iki sıcaklığın farkında birbirini götürür.

    Hata mı var? Düzeltme öner

20. Orta

    20Bir araştırma laboratuvarındaki dondurucunun ekranında −23 °C yazıyor. Araştırmacı Deniz, deney kaydını SI birimleriyle tuttuğu için bu sıcaklığı kelvin cinsinden yazması gerekiyor. Deniz kayda hangi değeri yazmalıdır?

    • AA) 250 K
    • BB) 23 K
    • CC) 296 K
    • DD) −250 K
    • EE) −296 K
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) 250 K

    T(K) = t(°C) + 273 = −23 + 273 = 250 K olur. 296 K, eksi işareti göz ardı edilip 23 ile 273 toplandığında bulunur. Kelvin ölçeğinin başlangıcı mutlak sıfır olduğu için kelvin cinsinden sıcaklık negatif olamaz.

    Hata mı var? Düzeltme öner