Enerji

1. Tabloda kavramlar tanımlanmış, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan bilgi hangisidir?

• A) Sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerji
• B) Taneciklerin ortalama enerjisi
• C) Kütlenin ölçüsü
• D) Hacmin ölçüsü
• E) Basıncın ölçüsü

Doğru cevap: A — Isı, sıcaklık farkı nedeniyle bir cisimden ötekine aktarılan enerjidir.

1. Tablonun kurgusu şu: solda kavram, sağda niteliği. İki kavram birbirine yakın ama aynı değil.
2. Dolu satır: sıcaklık → taneciklerin ortalama hareket enerjisinin ölçüsü. Buradaki anahtar sözcük "ölçü"; sıcaklık bir durumu belirtir.
3. Isı ise bir durum değil bir aktarımdır. İki cisim arasında sıcaklık farkı varsa enerji sıcaktan soğuğa akar; işte bu akan enerjiye ısı denir.
4. Denetleyelim: bir cismin sıcaklığı vardır ama "ısısı" yoktur ✓ — ısı ancak aktarım sırasında söz konusu olur.

2. Tabloda nicelikler ve birimleri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu hangi seçenek tamamlar?

• A) °C
• B) joule ya da kalori
• C) kelvin
• D) newton
• E) pascal

Doğru cevap: B — Isı bir enerji türü olduğu için joule ya da kalori ile ölçülür.

1. Tablonun kurgusu şu: solda nicelik, sağda SI birimi. Dolu satır: sıcaklık → °C ya da K.
2. Birimin ne söylediğine bakalım. Derece bir düzeyi gösterir; sıcaklık da bir durumun düzeyidir.
3. Isı ise aktarılan enerjidir; enerjinin birimi joule’dür. Isı için geleneksel olarak kalori de kullanılır (1 cal ≈ 4,18 J).
4. Denetleyelim: Q = m · c · ΔT bağıntısının sonucu bir enerji ✓ — bu yüzden birimi de enerji birimi olmalı.

3. Yukarıda ısı bağıntısı verilmiştir. Bu bağıntıdaki c büyüklüğünün adı sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

Q = m × c × ΔT

• A) Kütle
• B) Isı sığası
• C) Öz ısı
• D) Sıcaklık farkı
• E) Hacim

Doğru cevap: C — Bağıntıdaki c, birim kütlenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı olan öz ısıdır.

1. Bağıntıyı yazalım: Q = m · c · ΔT. Üç çarpan var; ikisini zaten tanıyoruz.
2. m kütleyi, ΔT sıcaklık farkını gösteriyor. Geriye kalan c, maddeye özgü bir katsayıdır.
3. Bu katsayının anlamı şudur: 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı. Adı öz ısıdır ve her madde için farklıdır.
4. Denetleyelim: birim cal/(g·°C) ✓ — bağıntıda gram ve derece ile çarpılınca yalnız kalori kalıyor.

4. Yukarıda bir ısıtma işleminin verileri verilmiştir. Verilen ısı miktarı sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç caloridir?

m = 200 g, c = 1 cal/g × °C, ΔT = 30 °C

• A) 60.000
• B) 230
• C) 600
• D) 6.000
• E) 30

Doğru cevap: D — Q = m · c · ΔT bağıntısıyla 200 × 1 × 30 = 6.000 cal bulunur.

1. Verilenleri yazalım: m = 200 g, c = 1 cal/(g·°C), ΔT = 30 °C, istenen ısı Q. Bağıntı Q = m · c · ΔT.
2. Değerleri yerleştirelim: Q = 200 × 1 × 30.
3. İşlemi yapalım: 200 × 1 = 200 ve 200 × 30 = 6.000. Birim: g × cal/(g·°C) × °C = cal.
4. Denetleyelim: birimler sadeleşiyor ✓ — gram ve derece götürülünce geriye yalnız kalori kalıyor, doğru büyüklüğü hesaplamışız.

5. Tabloda iki maddenin öz ısıları verilmiştir. Eşit kütlede ve eşit ısı verildiğinde sıcaklık artışları karşılaştırılmak istenmektedir. Tabloya göre doğru yargı hangisidir?

• A) Karşılaştırma yapılamaz.
• B) Suyun sıcaklığı daha çok artar.
• C) İkisi eşit artar.
• D) Sıcaklık artmaz.
• E) Demirin sıcaklığı daha çok artar.

Doğru cevap: E — Öz ısı küçüldükçe aynı ısı daha büyük sıcaklık artışı doğurur; demirin sıcaklığı daha çok artar.

1. Bağıntıyı sıcaklık farkı yalnız kalacak biçimde yazalım: ΔT = Q / (m · c).
2. Soruda Q ve m eşit tutuluyor. Öyleyse ΔT’yi belirleyen tek değişken paydadaki öz ısıdır ve ters orantı vardır.
3. Öz ısıları karşılaştıralım: su 1,00; demir 0,11 cal/(g·°C). Demirin öz ısısı yaklaşık dokuz kat küçük olduğu için sıcaklık artışı daha büyük olur.
4. Denetleyelim: suyun geç ısınıp geç soğuması ✓ — büyük öz ısının günlük hayattaki karşılığı.

6. Tabloda ısı kavramları karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluk nasıl doldurulmalıdır?

• A) Maddenin cinsi ve kütlesi
• B) Yalnızca kütle
• C) Yalnızca sıcaklık
• D) Yalnızca hacim
• E) Hiçbir şeye

Doğru cevap: A — Isı sığası C = m · c olduğu için hem maddenin cinsine hem kütlesine bağlıdır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda kavram, sağda neye bağlı olduğu. Dolu satır: öz ısı → yalnızca maddenin cinsi.
2. Öz ısı birim kütle için tanımlandığından kütleyle değişmez; 1 gram suyun da 10 kilogram suyun da öz ısısı aynıdır.
3. Isı sığası ise bütün cisim için tanımlanır: C = m · c. İçinde hem madde cinsine bağlı c hem kütle m bulunur; bu yüzden ikisine birden bağlıdır.
4. Denetleyelim: aynı maddeden iki cismin öz ısıları eşit, ısı sığaları farklı ✓ — kütleleri farklıysa.

7. Şemada bir ısıtma sürecinin basamakları verilmiştir. Sıcaklığın sabit kaldığı aşamada verilen ısının nereye gittiği sorulmaktadır. Şemaya göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Sıcaklığı artırmaya harcanır.
• B) Hâl değişimi için, tanecikler arası bağların çözülmesine harcanır.
• C) Kütleyi artırır.
• D) Hacmi sabitler.
• E) Kaybolur.

Doğru cevap: B — Hâl değişimi sırasında verilen ısı sıcaklığı değil, tanecikler arası bağları çözmeye harcanır.

1. Şemadaki çelişkiyi görelim: ısı verilmeye devam ediyor ama sıcaklık 0 °C’de sabit kalıyor.
2. Isı bir enerji aktarımı olduğuna göre bu enerji yok olamaz; bir yere gitmesi gerekir. Sıcaklığı artırmadığına göre başka bir işe harcanıyor.
3. Harcandığı iş, buz taneciklerini bir arada tutan bağların çözülmesidir. Bağlar çözüldükçe katı yapı bozulur ve su oluşur; sıcaklık ancak erime bittikten sonra yeniden artmaya başlar.
4. Denetleyelim: şemanın son basamağı "buz erir, su oluşur" ✓ — verilen ısının karşılığı bu değişim.

8. Yukarıda hâl değişimi bağıntısı verilmiştir. Bu bağıntıda sıcaklık farkının bulunmama nedeni sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

Q = m × Lₑ

• A) Kütle sabittir.
• B) Sıcaklık ölçülemez.
• C) Hâl değişimi sırasında sıcaklık değişmez.
• D) Isı verilmez.
• E) Bağıntı eksiktir.

Doğru cevap: C — Hâl değişimi sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için bağıntıda sıcaklık farkı yer almaz.

1. İki bağıntıyı yan yana koyalım: sıcaklık değişimi için Q = m · c · ΔT, hâl değişimi için Q = m · Lₑ.
2. Birinci bağıntıda ΔT bulunuyor, çünkü orada verilen ısının işi sıcaklığı değiştirmek.
3. Hâl değişiminde ise sıcaklık değişmiyor; ΔT sıfır olurdu ve bağıntı anlamsızlaşırdı. Bu yüzden yerine maddeye özgü erime ısısı Lₑ kullanılır.
4. Denetleyelim: bağıntıda kalan iki büyüklük kütle ve Lₑ ✓ — ikisi de sıcaklıktan bağımsız.

9. Tabloda temas ettirilen iki cismin sıcaklıkları verilmiştir. Isı aktarımının yönü sorulmaktadır. Tabloya göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Aktarım olmaz
• B) B cisminden A cismine doğru
• C) İki yönde birden
• D) A cisminden B cismine doğru
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: D — Isı her zaman sıcaklığı yüksek cisimden düşük olana aktarılır; A’dan B’ye doğru akar.

1. Isının tanımını hatırlayalım: sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerji. Yani aktarımın koşulu bir sıcaklık farkının bulunmasıdır.
2. Tablodaki değerleri okuyalım: A cismi 80 °C, B cismi 20 °C. Aralarında 60 °C’lik bir fark var.
3. Aktarımın yönü her zaman sıcaktan soğuğa doğrudur. Bu yüzden ısı A cisminden B cismine akar; A soğur, B ısınır.
4. Denetleyelim: "iki yönde birden" seçeneği ✓ — net akış tek yönlüdür, aksi hâlde sıcaklıklar hiç değişmezdi.

10. Yukarıdaki deneyin sonunda beklenen durum sorulmaktadır. Buna göre verilecek yanıt hangisidir?

• A) Kütleler değişir.
• B) Sıcaklık farkı büyür.
• C) Isı akışı sürekli devam eder.
• D) Cisimler donar.
• E) Sıcaklıkları eşitlenir ve ısı alışverişi durur.

Doğru cevap: E — Isıl dengede sıcaklıklar eşitlenir ve net ısı alışverişi durur.

1. Süreci başlangıçtan izleyelim: temas eden iki cisim arasında sıcaklık farkı varsa ısı sıcaktan soğuğa akar.
2. Bu akış sıcak cismi soğutur, soğuk cismi ısıtır. Yani aradaki fark her an biraz daha azalır.
3. Fark sıfırlandığında ısı akışını sürdürecek bir neden kalmaz. Sıcaklıklar eşitlenir ve alışveriş durur; bu duruma ısıl denge denir.
4. Denetleyelim: kap yalıtılmış ✓ — dışarıyla alışveriş olmadığı için denge içeride kuruluyor.

11. Tabloda ısı aktarım yolları açıklanmış, biri boş bırakılmıştır. Eksik bırakılan bölüm hangi seçenektedir?

• A) Akışkanın kendisi yer değiştirerek enerjiyi taşır
• B) Tanecikler yerinde titreşir
• C) Enerji ışıma ile yayılır
• D) Enerji kaybolur
• E) Aktarım olmaz

Doğru cevap: A — Konveksiyonda sıvı ya da gazın kendisi yer değiştirerek enerjiyi taşır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda aktarım yolu, sağda nasıl gerçekleştiği. Ölçüt, enerjiyi neyin taşıdığıdır.
2. Dolu satır: iletimde tanecikler yerinde titreşerek enerjiyi komşusuna aktarır. Yani tanecikler yer değiştirmez, enerji elden ele geçer.
3. Konveksiyon ise akışkanlarda görülür. Isınan sıvı ya da gaz genleşip hafifler, yükselir; soğuyan aşağı iner. Enerjiyi taşıyan şey akışkanın kendi hareketidir.
4. Denetleyelim: konveksiyon katıda görülmez ✓ — katıda tanecikler yer değiştiremediği için.

12. Yukarıdaki durumdaki ısı aktarım yolu sorulmaktadır. Buna göre doğru seçenek hangisidir?

• A) İletim
• B) Işıma (radyasyon)
• C) Konveksiyon
• D) Yalıtım
• E) Hâl değişimi

Doğru cevap: B — Işıma madde ortamı gerektirmez; bu yüzden Güneş’ten gelen enerji boşluktan geçebilir.

1. Durumdaki belirleyici ayrıntıyı tutalım: arada madde yok, buna karşın enerji ulaşıyor.
2. Aktarım yollarını bu ölçütle eleyelim. İletim taneciklerin titreşmesiyle, konveksiyon ise akışkanın hareketiyle olur; ikisi de madde gerektirir.
3. Işıma elektromanyetik dalgalarla gerçekleşir ve taşıyıcı bir ortama ihtiyaç duymaz. Uzaydaki boşluğu geçebilen tek aktarım yolu budur.
4. Denetleyelim: seçeneklerdeki yalıtım ve hâl değişimi ✓ — ikisi de bir aktarım yolu değil.

13. Tabloda malzemelerin ısı iletimi karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Isıyı yok eder
• B) İyi iletir
• C) Kötü iletir, yalıtkandır
• D) Isıyı üretir
• E) Etkisizdir

Doğru cevap: C — Gözenekli ve hava içeren malzemeler ısıyı kötü ileten yalıtkanlardır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda malzeme, sağda ısı iletme özelliği. Dolu satır: metal → iyi iletir.
2. Metallerin neden iyi ilettiğini görelim: içlerinde serbest elektronlar bulunur ve bunlar enerjiyi hızla taşır.
3. Yün ve köpük ise gözeneklidir; içlerinde hava boşlukları vardır. Durgun hava ısıyı çok kötü ilettiği için bu malzemeler yalıtkandır.
4. Denetleyelim: kışlık giysilerin kalın ve gözenekli olması ✓ — amaç ısıyı üretmek değil, kaçmasını yavaşlatmak.

14. Yukarıdaki uygulamanın gerekçesi sorulmaktadır. Buna göre istenen değer hangisidir?

• A) Maliyeti düşürmek için
• B) Rayların ağırlığını azaltmak için
• C) Ses çıkarmaması için
• D) Sıcaklık artınca genleşen rayların birbirini zorlamaması için
• E) Görünüm için

Doğru cevap: D — Metaller ısındıkça genleştiği için raylar arasında boşluk bırakılır.

1. Malzemenin sıcaklıkla nasıl davrandığını hatırlayalım: metaller ısındığında tanecik titreşimi artar ve boyları uzar.
2. Yaz aylarında güneş altındaki raylar bu nedenle uzar. Uçları birbirine tam dayalı olsaydı uzayacak yer bulamaz ve birbirini zorlardı.
3. Sonuç raylarda eğilme ya da kalkma olurdu. Bırakılan küçük boşluk bu uzamaya yer açar; tasarımın gerekçesi budur.
4. Denetleyelim: köprülerdeki genleşme derzleri ✓ — aynı sorunun aynı çözümü.

15. Tabloda aynı maddeden yapılmış iki cisim verilmiştir. İç enerjileri karşılaştırılmak istenmektedir. Tabloya göre doğru yargı hangisidir?

• A) Karşılaştırma yapılamaz.
• B) I. cismin iç enerjisi daha büyüktür.
• C) İç enerjiler eşittir.
• D) İç enerji sıfırdır.
• E) II. cismin iç enerjisi daha büyüktür.

Doğru cevap: E — Sıcaklıklar eşitken iç enerji kütleyle doğru orantılıdır; kütlesi büyük olanın iç enerjisi büyüktür.

1. İki büyüklüğü ayıralım. Sıcaklık, tanecik başına düşen ortalama hareket enerjisinin ölçüsüdür; bir ORTALAMADIR.
2. İç enerji ise bütün taneciklerin enerjisinin toplamıdır; bir TOPLAMDIR. Ortalama aynı olsa da toplam, tanecik sayısına bağlıdır.
3. Tabloda madde aynı ve sıcaklıklar eşit; değişen tek şey kütle. Kütlesi 5 kg olan II. cisimde daha çok tanecik bulunduğu için iç enerjisi daha büyüktür.
4. Denetleyelim: bir bardak kaynar su ile dolu bir kazan aynı sıcaklıkta olabilir ✓ — ama iç enerjileri çok farklıdır.

16. Tabloda karıştırılan iki su örneği verilmiştir. Karışımın denge sıcaklığı sorulmaktadır. Tabloya göre bu değer kaç °C'dir?

• A) 40
• B) 80
• C) 20
• D) 60
• E) 30

Doğru cevap: A — Kütleler eşit olduğu için denge sıcaklığı iki sıcaklığın ortalamasıdır: (20 + 60) / 2 = 40 °C.

1. Isı alışverişini yazalım: sıcak su ısı verir, soğuk su aynı ısıyı alır. Q_verilen = Q_alınan.
2. Bağıntıyı açalım: m · c · (60 − T) = m · c · (T − 20). Kütleler ve öz ısı aynı olduğu için sadeleşir ve 60 − T = T − 20 kalır.
3. Çözelim: 80 = 2T, T = 40 °C. Kütleler eşit olduğunda denge sıcaklığı iki sıcaklığın tam ortasıdır.
4. Denetleyelim: sonuç 20 ile 60 arasında ✓ — denge sıcaklığı her zaman iki başlangıç değeri arasında kalır.

17. Tabloda buzun ısıtılma süreci verilmiştir. 4-12 dakika aralığında olan olay sorulmaktadır. Tabloya göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Su ısınmaktadır.
• B) Buz erimektedir; hâl değişimi sürmektedir.
• C) Su kaynamaktadır.
• D) Buz soğumaktadır.
• E) Hiçbir olay olmuyor.

Doğru cevap: B — Sıcaklığın 0 °C’de sabit kaldığı 4-12 dakika aralığı buzun erime aşamasıdır.

1. Tablodaki üç aralığı sırayla okuyalım. 0-4 dakikada sıcaklık −10 °C’den 0 °C’ye çıkıyor: buz ısınıyor.
2. 4-12 dakikada sıcaklık 0 °C’de sabit kalıyor. Isıtma sürdüğü hâlde sıcaklığın değişmemesi, verilen ısının hâl değişimine harcandığını gösterir.
3. 0 °C suyun erime sıcaklığıdır; bu aralıkta buz eriyip suya dönüşüyor. 12-20 dakikada sıcaklık yeniden yükseliyor, çünkü artık ısınan şey sudur.
4. Denetleyelim: sabit sıcaklık aralığı hâl değişiminin işareti ✓ — ünitedeki temel ölçüt bu.

18. Yukarıdaki durumun ısıtıcının verimine etkisi sorulmaktadır. Buna göre hangi seçenek doğrudur?

• A) Verim değişmez.
• B) Verim artar.
• C) Suya aktarılan enerji azaldığı için verim düşer.
• D) Enerji yok olur.
• E) Su daha hızlı ısınır.

Doğru cevap: C — Çevreye yayılan enerji suya aktarılan payı azalttığı için verim düşer.

1. Verimin tanımını yazalım: verim, yararlı enerjinin verilen toplam enerjiye oranıdır.
2. Burada yararlı enerji suya aktarılan ısıdır. Verilen enerjinin bir bölümü çevreye kaçtığında suya kalan pay azalır.
3. Pay küçülüp payda aynı kaldığında oran düşer; verim azalır. Kaçan enerji yok olmuyor, yalnız amaç dışına gidiyor.
4. Denetleyelim: enerjinin korunumu bozulmuyor ✓ — toplam enerji aynı, yalnız dağılımı değişiyor.

19. Yukarıdaki çıkarımda yapılan hata sorulmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Isı ile sıcaklık aynıdır.
• B) Sıcaklık ölçülemez.
• C) İç enerji yoktur.
• D) Sıcaklık eşit olsa da kütle ve madde cinsi farklıysa iç enerjiler farklı olur.
• E) Hata yoktur.

Doğru cevap: D — Sıcaklık eşit olsa da kütle ve madde cinsi farklıysa iç enerjiler farklı olur.

1. Öğrencinin elindekini ve vardığı sonucu ayıralım. Elindeki: iki cismin sıcaklığı eşit. Vardığı sonuç: enerjileri de eşit.
2. İki büyüklüğün türü farklı. Sıcaklık tanecik başına düşen ortalamayı verir; iç enerji ise bütün taneciklerin toplam enerjisidir.
3. Ortalamanın eşit olması toplamın da eşit olmasını gerektirmez. Kütle ya da madde cinsi farklıysa iç enerjiler de farklı olur. Hata, ortalamayı toplam saymaktır.
4. Denetleyelim: bir bardak su ile bir kazan su aynı sıcaklıkta olabilir ✓ — ama içerdikleri enerji çok farklıdır.

20. Kartlarda bu temanın üç temel düşüncesi verilmiştir. Kartlar birlikte değerlendirildiğinde ulaşılabilecek en kapsayıcı sonuç hangisidir?

• A) Kartlar birbirinden bağımsızdır.
• B) Isı ile sıcaklık aynıdır.
• C) Öz ısı her madde için aynıdır.
• D) Hâl değişiminde sıcaklık artar.
• E) Isı olayları; ısı-sıcaklık ayrımı, maddeye özgü öz ısı ve hâl değişimindeki sabit sıcaklıkla birlikte açıklanır.

Doğru cevap: E — Kartlar ısı-sıcaklık ayrımını, maddeye özgü öz ısıyı ve hâl değişimindeki sabit sıcaklığı birleştirir.

1. Üç kartı okuyalım: ısı ile sıcaklık ayrı, öz ısı maddeye özgü, hâl değişiminde sıcaklık sabit.
2. Kartlar ünitedeki üç temel ayrımı veriyor. Birincisi kavram düzeyinde: biri aktarılan enerji, öteki bir ölçü.
3. İkincisi aynı ısının farklı maddelerde farklı sıcaklık değişimi doğurmasını, üçüncüsü ise ısı verildiği hâlde sıcaklığın sabit kalabileceğini açıklıyor. En kapsayıcı sonuç üçünü birlikte anmalıdır.
4. Denetleyelim: üçü de "ısı verildi, sıcaklık ne olur?" sorusunun ayrı bir yüzünü yanıtlıyor ✓.