Atölye Çalışması 2 Dersi 5. Ünite Sorularla Öğrenelim

Isının Mekanik Eşdeğeri

1. Soru

Enerjiyi tanımlayınız?

Cevap

Enerji günümüz dünyasında vazgeçilmez bir kavramdır ve kısaca iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanabilir.


2. Soru

Enerjinin çeşitleri hakkında bilgi veriniz?

Cevap

Enerjinin birçok çeşidi vardır. Bunlar arasında potansiyel, kinetik ve kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisini ve ısı enerjisini sayabiliriz.


3. Soru

Enerjiden bahsederken üzerinde durulması gereken en önemli kavram nedir?

Cevap

Enerjiden bahsederken üzerinde durulması gereken en önemli kavram enerjinin korunumu dur.


4. Soru

Enerjinin korunumunu açıklayınız?

Cevap

Enerjiyi yoktan var edemeyiz ya da var olan bir enerjiyi yok edemeyiz. Ancak, enerjiyi bir türden başka bir türe dönüştürebiliriz. Örneğin; bir salıncakta sallanan çocuğu düşünelim. Dışarıdan bir etki olmadığı sürece, salıncağın salınım hareketi bir süre sonra sona erecektir. Peki, bu durumda enerji neye harcanmıştır? Tabi ki bu sorunun cevabı sürtünme olacaktır. Bu örnekte enerji, salıncağın halkaları ile salıncağı tutan demirler arasındaki sürtünme sonucunda ısıya harcanmıştır. Mekanik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi olayını içeren bazı örnekleri şu şekilde sayabiliriz: Bir matkabın çalışması esnasında matkap ucunun sürtünmeler nedeniyle ısınması, iki cismi veya ellerimizi birbirine sürttüğümüzde cisimlerin veya ellerimizin ısınması, arabalarımızda ani fren yapıldığında ısınma sonucu balatalardan koku gelmesi. Buna benzer birçok uygulamada kinetik veya potansiyel enerji sürtünme yolu ile ısıya dönüşebilir. Sonuçta bir sisteme karşı yapılan iş, ya o sistemin mekanik enerjisini arttırır ya da sıcaklığını yükseltir, yani ısı enerjisine dönüşür.


5. Soru

Isının mekanik eşdeğeri nedir? Açıklayınız.

Cevap

Yapılan mekanik iş ile sürtünme sonucu oluşan ısı miktarı arasındaki oran ısının mekanik eşdeğeri olarak adlandırılır.


6. Soru

Kuvvet kavramı hakkında bilgi veriniz?

Cevap

Hepimiz günlük yaşantımızda karşılaştığımız olaylarda kuvvet kavramını duymuş veya kullanmışızdır. Evde bir eşyayı ittiğimiz veya çektiğimizde, spor yaparken bir topa vurduğumuzda ya da topu fırlattığımızda bir kuvvet uygularız. Buradaki kuvvet kelimesi kas gücümüzü kullanarak cisimlerin durumunda bir değişim yaratmamız ile ilgilidir. Bunlara benzer birçok örnek kuvvetlerin bir yöne sahip olduklarını, yani vektörel nicelik olduklarını gösterir. Kuvvet, bir cismin durumunda değişiklik yaratan etken olarak tanımlanır.


7. Soru

Kuvvetin birimini açıklayınız?

Cevap

SI birim sisteminde kuvvetin birimi Newton (N)’dur. 1kg kütleye 1m/s2 ivme kazandırmak için gerekli kuvvet 1 N’dur.


8. Soru

Net kuvvet kavramını açıklayınız?

Cevap

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlar da söz konusu olabilir. Bu durumda; cisim üzerine etki eden net kuvvet kavramından bahsetmek daha doğru olacaktır. Net kuvvet yerine bileşke kuvvet veya dengelenmemiş kuvvet terimleri de kullanılmaktadır.


9. Soru

Isaac Newton, ilk olarak 1687’de hangi dergide, kütle ve kuvvet kavramlarını tanımlayan hareket kanunlarını içeren çalışmasını yayınlamıştır?

Cevap

Isaac Newton, ilk olarak 1687’de principia mathematica philosophiae naturalis (doğa bilimlerinin matematik ilkeleri) adlı bir dergide, kütle ve kuvvet kavramlarını tanımlayan hareket kanunlarını içeren çalışmasını yayınlamıştır.


10. Soru

Newton’un I. Hareket yasasını açıklayınız.

Cevap

Bu yasa eylemsizlik yasası olarak da bilinmektedir ve bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olması ile ilgilidir. Bu ifade, cisme etki eden birden fazla kuvvet olsa bile, bunların vektörel toplamının sıfır olduğu anlamına gelir. Newton’un I. Hareket yasasının ifadesi şu şekildedir: Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, cisim durgun ise durgun halde kalacak, hareketli ise sabit hızla hareketine devam edecektir.


11. Soru

Dinamometre (kuvvet ölçer)’yi tanımlayınız.

Cevap

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır.


12. Soru

Dinamometre (kuvvet ölçer)’nin yapısı ve çalışmasını açıklayınız.

Cevap

Uygulanan kuvvete göre yayda bir gerilme olur ve kuvvet değeri ölçek üzerinden okunur. Örneğin, dinamometrenin ucundaki çengele bir cisim takılarak cismin ağırlığı da bulunabilir. Çünkü, cisme etkiyen yerçekimi kuvveti nedeniyle dinamometredeki yayda bir gerilme olacaktır. Bu gerilme değeri cismin ağırlığına eşittir. Dinamometrede ölçülen değerler Newton (N) birimi ile verilir.


13. Soru

Kütle’yi tanımlayınız.

Cevap

Kütle bir cismin doğasında var olan bir özelliktir ve değişmeyen madde miktarı olarak tanımlanabilir. Kütle, eylemsizliği ölçmek için kullanılan bir terimdir ve SI birim sisteminde birimi kilogramdır. Belli bir kuvvetin etkisi altındaki küçük bir cismin büyük bir cisme göre daha çabuk hızlanacağını tahmin edebilirsiniz. Bu durum, cisimlerin kütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır.


14. Soru

Ağırlık terimi hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Ağırlık terimi çoğu kez yanlış bir şekilde kütleyi ifade etmek için kullanılır. Ağırlık, yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir. Kütle ve ağırlık kavramlarının tamamen farklı fiziksel özellikler olduğu unutulmamalıdır. Ağırlık bir kuvvettir, kütle ise temel büyüklüklerden bir tanesidir.


15. Soru

İş terimi hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Bir cisim üzerine bir F kuvveti uygulandığında cisim kuvvet yönünde yer değiştirirse, kuvvet tarafından bir iş yapılır. Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne, cismin yer değiştirme mesafesine ve kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıya bağlıdır. İş, kuvvet ile kuvvetin uygulandığı mesafenin çarpımına eşittir ve W ile temsil edilir.


16. Soru

Bir cisim üzerindeki yerçekimi kuvveti neye bağlıdır?

Cevap

Bir cisim üzerindeki yerçekimi kuvveti cismin nerede bulunduğuna bağlıdır. Örneğin, ay yüzeyinin çekimi dünyanınkinin yaklaşık altıda biri kadardır. Bu nedenle bir cismin ağırlığı ayda ve dünyada farklı olacaktır. Buna karşın, cismin kütlesi aynı olacaktır.


17. Soru

İşin birimi nedir?

Cevap

İşin birimi SI birim siteminde newton-metre (N.m)’dir. Bu birime joule (J) adı verilir. 1 joule, bir cisme 1 m boyunca etki eden 1N’luk kuvvetin yaptığı iştir.


18. Soru

İşin önemli bir özelliği nedir?

Cevap

İşin önemli bir özelliği skalar (yönü ve doğrultusu olmayan, sadece miktarı ile ifade edilebilen) bir büyüklük olmasıdır. Hem kuvvet hem de yer değiştirme yöne sahip olmalarına rağmen, bu durum iş için geçerli değildir. İş bir yöne gerek kalmadan uygun birimler ile temsil edilen bir büyüklüktür.


19. Soru

İş ile enerji terimleri arasındaki ilişki hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Bir cisim üzerine iş yapıldığında cismin hızı değişebilir veya iş yerçekimine karşı yapıldıysa cismin yüksekliği değişir. Enerji kavramı bizlere bir iş yapıldığında meydana gelen bu tip değişimleri bir bütün halinde ifade etme imkânı tanır. Bir iş yapıldığında enerjide bir değişim olur ve yapılan iş miktarı enerjideki değişime eşittir. Enerji kısaca iş yapabilme yeteneği olarak da tanımlanabilir. Enerji birçok formda karşımıza çıkabilir. Biz burada mekanik enerji ile ilgileneceğiz.


20. Soru

Sürtünme kavramının günlük yaşantımızdaki yeri hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Sürtünme kavramının günlük yaşantımızdaki yeri çok önemlidir. Örneğin, bir arabada motor gücünün yaklaşık beşte biri sürtünmeye harcanır. Sürtünme olmaksızın rahatlıkla yürüyemeyiz, cisimleri elimizde tutamayız. Hatta sürtünme olmasaydı kara taşımacılığı bile mümkün olmayacaktı. Bir cisim diğer bir cisim üzerinde kayarsa cismin hareketinde bir yavaşlama görülür. Bu yavaşlamanın sebebi, cismin hareket doğrultusuna zıt yönde olan sürtünme kuvvetidir.


21. Soru

Mekanik enerjinin çeşitleri nelerdir?

Cevap

Mekanik enerjinin kinetik ve potansiyel enerji olmak üzere iki çeşidi vardır.


22. Soru

İş ve kuvvet hakkında örnek veriniz.

Cevap

İş yaparken bir kuvvet uygularız. Örneğin bir cismi yerden kaldırdığımızda, yerçekimi kuvvetini yenmek için bir kuvvet uygularız. Bu kuvvet daha önce de belirttiğimiz gibi cismin ağırlığına eşittir. Bu durumda yerçekimine karşı bir iş yapmış oluruz.


23. Soru

Kinetik enerji kavramı hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Olaya enerji açısından baktığımızda, yapılan iş sonucunda cisme bir potansiyel enerji kazandırmış oluruz. Bir başka örnek olarak, bir futbol oyuncusunun duran bir topa vurduğunu ve topun yerden yükselmeden hareket ettiğini düşünelim. Oyuncunun uyguladığı kuvvet sonucunda top bir hız kazanacak ve yer değiştirmiş olacaktır. Buradaki iş miktarı topa hareketsel bir enerji kazandırmıştır. Bu tip bir enerji kinetik enerji olarak bilinir.


25. Soru

Bir cisim üzerine iş yapıldığında, cismin durumunda bir değişiklik olmasını örneklerle açıklayınız.

Cevap

Bir cisim üzerine iş yapıldığında, cismin durumunda bir değişiklik olur. Örneğin, yerçekimine karşı yapılan iş, cismin yüksekliğini değiştirir ve cisme bir potansiyel enerji kazandırır. Benzer şekilde futbol topu örneğindeki gibi cisme uygulanan kuvvet, cismin hızını değiştirerek cisme kinetik enerji kazandırır. Sürtünmeye karşı bir iş yapıldığında ise, ısı üretilecektir.


26. Soru

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, hangi bilim karşımıza çıkar?

Cevap

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, termodinamik bilimi karşımıza çıkar.


27. Soru

Termodinamik kelimesi hakkında bilgi veriniz.

Cevap

Termodinamik kelimesi Latince therme (ısı) ve dynamis (güç) sözcüklerinden türetilmiştir. Termodinamik temel olarak ısı, sıcaklık ve iç enerji gibi kavramları barındırır ve ısı ile mekanik olaylar arasındaki ilişkiyi inceler.


28. Soru

Sıcaklık ve termometre kavramlarını açıklayınız.

Cevap

Sıcaklık günlük hayatımızda sıkça kullandığımız bir kelime olmasına rağmen, tam bir tanımını yapmak zordur. Bir cismin sıcaklığından bahsedildiğinde anlatılmak istenilen, onun duyularımızla algıladığımız kadarı ile ne kadar sıcak ya da ne kadar soğuk olduğudur. Bu konuda duyularımız bizlere ancak nitel olarak sıcaklık hakkında fikir verebilir. Bunun yanında duyularımız çok düşük ve çok yüksek sıcaklıkları ölçmekte ise yetersiz kalır. Bu noktada sıcaklık ölçümü için bir cisimde sıcaklıkla değişen özelliklerden yararlanılması gerekir. Bu şekilde tasarlanmış sıcaklık ölçü aletlerine termometre adı verilir.


29. Soru

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirlerine temas ettirildiklerinde ne olur?

Cevap

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirlerine temas ettirildiklerinde, bir süre sonra bu iki cismin sıcaklıklarının eşit olduğu görünür. Bu durumda iki cisim ısıl dengeye ulaşmıştır. Sıcaklık bir cismin diğer cisimlerle ısıl dengede olup olmadığını belirleyen bir özellik olarak tanımlanabilir. Yani iki cisim ısıl dengede ise, sıcaklıkları aynıdır.


30. Soru

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle ne kullanılır?

Cevap

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle Celsius ölçeği kullanılır. Bu ölçeğe santigrat ölçeği de denir ve °C ile gösterilir. Bir başka sıcaklık ölçeği ise mutlak sıcaklık ölçeği olarak bilinen Kelvin dir ve K ile gösterilir. Kelvin ölçeğinde ° simgesinin kullanılmadığına dikkat ediniz.


31. Soru

Isı kavramını açıklayınız.

Cevap

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirine temas ettirildiğinde, bir süre sonra iki cismin sıcaklığının birbirine eşit olacaktır. Cisimlerin birbirine teması sonucunda sıcak cisimden soğuk cisme doğru bir enerji iletimi olur. İletilen bu enerjiye ısı adı verilir. Isı bir enerji olduğu için, SI birim sistemindeki birimi joule (J) olacaktır. Isının tarihsel gelişimine baktığımızda yaygın olarak kullanılan bir birim de kalori (cal)’dir. Isı kalorimetre ile ölçülebilir.


32. Soru

İç enerji kavramını açıklayınız.

Cevap

Isının iki cisim arasındaki enerji transferi olduğunu belirtmiştik. Dolayısıyla ısı kavramı yerine ısı akışı ya da ısı transferi terimleri de kullanılabilir. Isı akışı mikroskobik cisimlerin bir özelliği olarak görünse de, temelinde bu cisimlerin makroskobik bileşenleri yatmaktadır. Bu noktada iç enerji kavramı karşımıza çıkar. İç enerji termodinamikte, termodinamik bir sistemin toplam enerjisi olarak tanımlanır.


33. Soru

İç enerji hangi bileşenlerden oluşur?

Cevap

İç enerji iki ana bileşenden oluşur. Bunlardan birincisi sistemdeki parçacıkların hareketine (yer değiştirme, dönme ve titreşim) bağlı olan kinetik enerji ve diğeri ise sistemin statik bileşenlerine (kimyasal bağlar gibi) bağlı olan potansiyel enerjidir. Bir sistemi ısıtarak veya sistem üzerinde iş yaparak sistemin iç enerjisi değiştirilebilir. Termodinamik yasaları, iç enerjideki artışın verilen ısı ve yapılan işin toplamına eşit olduğunu ifade eder. Bu yasa aslında enerjinin korunumu ilkesini içerir. Bir etkileşim sırasında enerji bir biçimden başka bir biçime dönüşebilir, fakat toplam miktarı sabit kalacaktır.


34. Soru

Isı kapasitesi kavramını açıklayınız.

Cevap

Bir maddenin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli ısı enerjisi miktarına ısı kapasitesi denir. Aynı miktardaki maddelerin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli enerji maddeye göre değişir. Örneğin, 1 g suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için gerekli enerji 1 cal iken, 1 g’lık alüminyum kütlesi için bu enerji 0,217 cal’dir. Bir cisme Q kadar bir ısı verildiğinde, cismin ısı kapasitesine bağlı olarak sıcaklığında değişim olur ve ?T kadarlık bir sıcaklık artışı meydana gelir. Cisme verilen ısı miktarının cisimde meydana gelen sıcaklık artışına oranı ısı kapasitesi olarak bilinir ve C harfi ile temsil edilir.


35. Soru

Isı kapasitesinin birimleri nelerdir?

Cevap

Isı kapasitesinin birimleri J/K veya cal/°C olabilir.


36. Soru

Öz ısı kapasitesinin birimleri nelerdir?

Cevap

Öz ısı kapasitesinin birimleri J/g.K veya cal/g.°C olarak karşımıza çıkabilir. Öz ısı kapasitesi maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Alüminyum için 0,217 cal/g.°C, bakır için 0,093 cal/g.°C ve buz için 0,55 cal/g.°C’dir.


37. Soru

Mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişki ilk olarak kim tarafından çalışılmıştır?

Cevap

Mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişki ilk olarak Thompson tarafından çalışılmıştır.


38. Soru

Hangi bilim adamı mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişkileri çalışarak, enerjinin bu iki formunun eşdeğerliğini ilk defa ortaya koymuştur?

Cevap

James Joule mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişkileri çalışarak, enerjinin bu iki formunun eşdeğerliğini ilk defa ortaya koymuştur. Örneğin su gibi bir akışkan üzerinde bir iş yapıldığında, onun sıcaklığının arttığını görmüştür. Bunun sonucunda sistem üzerinde yapılan mekanik işin ısı enerjisine dönüştüğünü önermiştir. Joule, yaptığı deneyde kaybolan mekanik enerjinin suyun sıcaklığındaki artış ile orantılı olduğunu görmüştür.


39. Soru

Isıl çift’i tanımlayınız.

Cevap

Isıl çift, sıcaklık ölçmekte yaygın olarak kullanılan bir aygıttır.


40. Soru

Isıl çift 1822 yılında kim tarafından geliştirilmiştir?

Cevap

1822 yılında Thomas Seebeck tarafından geliştirilmiştir. Seebeck, bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkı olduğunda, bir potansiyel fark oluşacağını göstermiştir. Bu termoelektrik etki ya da Seebeck etkisi olarak bilinir. Eğer iletkenin iki ucu da aynı sıcaklıkta ise, bir potansiyel fark oluşmaz.


41. Soru

Isıl çift’in yapısını açıklayınız.

Cevap

Isıl çift birer uçları bir araya getirilmiş farklı iki metal veya metal alaşımlarından oluşur. Metallerin birleşme noktası sıcak nokta, diğer iki açık uç ise referans noktası olarak bilinir. Sıcak nokta ile referans nokta arasındaki sıcaklık farkı sonucu mV mertebesinde bir potansiyel fark üretilir. Üretilen potansiyel fark bir voltmetre yardımıyla okunur ve uygun tablolar kullanılarak sıcaklık değerine dönüştürülür. Ya da ısıl çift cihazı direkt olarak sıcaklığı gösterecek şekilde dizayn edilebilir. Bu durumda dijital bir sıcaklık göstergesi kullanılmalıdır. Isıl çift devresi aynı cins metallerden yapıldığında, bir potansiyel fark oluşmayacaktır. Isıl çift geniş bir aralıkta sıcaklık ölçebilir. Isıl çiftte iki farklı metal olmasına rağmen, bu halleri ile kullanılmazlar. Metallerin zarar görmesini önlemek amacıyla özel koruyucu kılıflar içerisinde kullanılırlar. Farklı sıcaklık aralıklarında çalışacak şekilde farklı ısıl çiftler yapılabilir ve bunlar J (demir-konstantan), T (bakır-konstantan), K (kromel-alümel), E (kromel-konstantan) gibi harflerle gösterilirler. Bu deneyde kullanacağımız ısıl çift K-tipi olarak bilinen kromel-alümel ısıl çiftidir. (-)260-1370 °C aralığında sıcaklık ölçümü yapabilir.


42. Soru

Bu deneyde kullanacağımız gerekli araç ve gereçler hakkında bilgi veriniz.

Cevap

• Taban levha • Çevirme kolu • Dinamometre (10 N ve 100 N) • Dinamometre askısı • Alüminyum sürtünme silindiri • Pirinç (CuZn) sürtünme silindiri • Pirinç (CuZn) sürtünme silindiri • Isıl çift (kromel-alümel) • Dijital sıcaklık göstergesi • Kütle (m5 kg ve m1 kg) • Sürtünme bandı • Isıl iletken pasta • Kenetleme vidaları


43. Soru

Isının mekanik eşdeğeri ne demektir?

Cevap

Yapılan mekanik iş ile sürtünme sonucu oluşan ısı miktarı arasındaki oran “ısının mekanik eşdeğeri” olarak adlandırılır.


44. Soru

SI birim sisteminde kuvvetin birimi nedir?

Cevap

SI birim sisteminde kuvvetin birimi Newton (N)’dur. 1kg kütleye 1m/s2 ivme kazandırmak için gerekli kuvvet 1 N’dur.


45. Soru

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlarda cisim üzerine etki eden kuvvete ne ad verilir?

Cevap

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlarda cisim üzerine etki eden “net kuvvet” ( R) kavramından bahsetmek daha doğru olacaktır. Net kuvvet yerine “bileşke kuvvet” veya “dengelenmemiş kuvvet” terimleri de kullanılmaktadır.


46. Soru

Newton'un I. Hareket yasası nedir?

Cevap

Newton’un I. Hareket yasası, eylemsizlik yasası olarak da bilinmektedir ve bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olması ile ilgilidir. Bu ifade, cisme etki eden birden fazla kuvvet olsa bile, bunların vektörel toplamının sıfır olduğu anlamına gelir. Newton’un I. Hareket yasasının ifadesi şu şekildedir: “Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, cisim durgun ise durgun halde kalacak, hareketli ise sabit hızla hareketine devam edecektir”.


47. Soru

Dinamometre nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır. Dinamometrede esnek bir yay ve ölçekli bir gösterge bulunur. Uygulanan kuvvete göre yayda bir gerilme olur ve kuvvet değeri ölçek üzerinden okunur. Örneğin, dinamometrenin ucundaki çengele bir cisim takılarak cismin ağırlığı da bulunabilir. Çünkü, cisme etkiyen yerçekimi kuvveti nedeniyle dinamometre-deki yayda bir gerilme olacaktır. Bu gerilme değeri cismin ağırlığına eşittir. Dinamometrede ölçülen değerler Newton (N) birimi ile verilir.


48. Soru

Kütle nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Kütle bir cismin doğasında var olan bir özelliktir ve değişmeyen madde miktarı olarak tanımlanabilir. Kütle, eylemsizliği ölçmek için kullanılan bir terimdir ve SI birim sisteminde birimi kilogramdır. Belli bir kuvvetin etkisi altındaki küçük bir cismin büyük bir cisme göre daha çabuk hızlanacağını tahmin edebilirsiniz. Bu durum, cisimlerin kütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır. 


49. Soru

Ağırlık nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Ağırlık terimi çoğu kez yanlış bir şekilde kütleyi ifade etmek için kullanılır. Ağırlık, yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir. Kütle ve ağırlık kavramlarının tamamen farklı fiziksel özellikler olduğu unutulmamalıdır. Ağırlık bir kuvvettir, kütle ise temel büyüklüklerden bir tanesidir.


50. Soru

İşin birimi nedir?

Cevap

İşin birimi SI birim siteminde newton-metre (N.m)’dir. Bu birime joule (J) adı verilir. 1 joule, bir cisme 1 m boyunca etki eden 1N’luk kuvvetin yaptığı iştir.


51. Soru

Termodinamik bilimi neyi inceler?

Cevap

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, “termodinamik bilimi” karşımıza çıkar. Termodinamik kelimesi Latince “therme (ısı)” ve “dynamis (güç)” sözcüklerinden türetilmiştir. Termodinamik temel olarak ısı, sıcaklık ve iç enerji gibi kavramları barındırır ve ısı ile mekanik olaylar arasındaki ilişkiyi inceler.


52. Soru

Sıcaklığın ölçülmesinde kullanılan ölçekler nelerdir?

Cevap

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle “Celsius” ölçeği kullanılır. Bu ölçeğe “santigrat” ölçeği de denir ve °C ile gösterilir. Bir başka sıcaklık ölçeği ise mutlak sıcaklık ölçeği olarak bilinen “Kelvin” dir ve K ile gösterilir. Kelvin ölçeğinde “°” simgesinin kullanılmadığına dikkat ediniz.


53. Soru

Isı nedir?

Cevap

Cisimlerin birbirine teması sonucunda sıcak cisimden soğuk cisme doğru bir enerji iletimi olur. İletilen bu enerjiye “ısı” adı verilir. Isı bir enerji olduğu için, SI birim sistemindeki birimi joule (J) olacaktır. Isının tarihsel gelişimine baktığımızda yaygın olarak kullanılan bir birim de kalori (cal)’dir. Isı kalorimetre ile ölçülebilir.


54. Soru

İç enerji nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Isının iki cisim arasındaki enerji transferi olduğunu belirtmiştik. Dolayısıyla ısı kavramı yerine ısı akışı ya da ısı transferi terimleri de kullanılabilir. Isı akışı mikroskobik cisimlerin bir özelliği olarak görünse de, temelinde bu cisimlerin makroskobik bileşenleri yatmaktadır. Bu noktada “iç enerji” kavramı karşımıza çıkar. İç enerji termodinamikte, termodinamik bir sistemin toplam enerjisi olarak tanımlanır. İç enerji iki ana bileşenden oluşur. Bunlardan birincisi sistemdeki parçacıkların hareketine (yerdeğiştirme, dönme ve titreşim) bağlı olan kinetik enerji ve diğeri ise sistemin statik bileşenlerine (kimyasal bağlar gibi) bağlı olan potansiyel enerjidir.


55. Soru

Isı kapasitesi nedir?

Cevap

Bir maddenin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli ısı enerjisi miktarına “ısı kapasitesi” denir. Aynı miktardaki maddelerin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli enerji maddeye göre değişir. Örneğin, 1 g suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için gerekli enerji 1 cal iken, 1 g’lık alüminyum kütlesi için bu enerji 0,217 cal’dir.


56. Soru

Suyun öz ısı kapasitesi kaçtır?

Cevap

James Joule, su gibi bir akışkan üzerinde bir iş yapıldığında, onun sıcaklığının arttığını görmüştür. Bunun sonucunda sistem üzerinde yapılan mekanik işin ısı enerjisine dönüştüğünü önermiştir. Joule, yaptığı deneyde kaybolan mekanik enerjinin suyun sıcaklığındaki artış ile orantılı olduğunu görmüştür. Buradaki orantı katsayısı günümüzde 4,186 J/g. °C olarak bilinmektedir. Bu değer suyun öz ısı kapasitesidir. 


57. Soru

Isıl çift nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Isıl çift, sıcaklık ölçmekte yaygın olarak kullanılan bir aygıttır. 1822 yılında Thomas Seebeck tarafından geliştirilmiştir. Seebeck, bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkı olduğunda, bir potansiyel fark oluşacağını göstermiştir. Bu “termoelektrik etki” ya da “Seebeck etkisi” olarak bilinir. Eğer iletkenin iki ucu da aynı sıcaklıkta ise, bir potansiyel fark oluşmaz. Isıl çift birer uçları bir araya getirilmiş farklı iki metal veya metal alaşımlarından oluşur. Metallerin birleşme noktası sıcak nokta, diğer iki açık uç ise referans noktası olarak bilinir. Sıcak nokta ile referans nokta arasındaki sıcaklık farkı sonucu mV mertebesinde bir potansiyel fark üretilir. Üretilen potansiyel fark bir voltmetre yardımıyla okunur ve uygun tablolar kullanılarak sıcaklık değerine dönüştürülür.


Kayıt Yenileme (Ders Ekle Sil)
7 Şubat 2022 Pazartesi