Isı Alışverişi Problemleri ve Çözümleri

Soru sayısı: 23

Isı alış-verişi nedir

Sıcaklıkları farklı iki madde arasında ısı alış-verişi gerçekleşir.
Sıcaklığı fazla olan madde ısı verirken, sıcaklığı az olan madde ısı alır.
Isı alış-verişi son sıcaklıkların eşitleninceye kadar devam eder.
Sıcaklıkları aynı olan iki madde arasında ısı alış-verişi gerçekleşmez.

Isı Alışverişi problemleri nasıl çözülür

Isı alış verişinde kullanılacak formül
Q = m.c.Δt (kör mecit)

Q = Alınan veya verilen ısı (Joule veya Kalori )
m = Kütle (Gram)
c = Özısı (Joule/gram.°C)
Δt = Sıcaklık farkı (Son sıcaklık – ilk sıcaklık)

Isı alışveriş formülü

1. Bir maddenin ısı alış-verişi
Isı alış verişinde kullanılacak formül
Q: Isı
m: Kütle
c: Özısı
Δt (t2-t1): Sıcaklık farkı (Büyük olan sıcaktan küçük olanı çıkarılacak)

Formül Q=m.c.Δt
Isı = kütle x özısı x sıcaklık farkı

Örnek 1: 100 g kütleli suyun sıcaklığı 10°C’dir. Sıcaklığın 20°C’ye gelebilmesi için kaç Joule ısı verilmesi gerekir?
( c_su:4,18 J/g.°C )

Örnek 2: 200 g suyun ilk sıcaklığı 20°C’dir. 20900 Joule ısı verildiğinde suyun son sıcaklığı ne olur? ( c_su:4,18 J/g.°C )

2. İki maddenin ısı alış-verişi

Dışarıya verilen ısılar ihmal edildiğinde, sıcaklıkları farklı olan iki maddenin aldıkları ve verdikleri ısılar birbirine eşittir.
Q_Alınan = Q_Verilen
tdenge = denge sıcaklığı (son sıcaklık)

A-Maddenin cinsi ve miktarları eşitse sıcaklıkların ortalaması alınır.

Örnek: 50°C 100 g su ile, 80°C 100 g su karıştırıldığında karışımın son sıcaklığı ne olur?

B-Maddenin cinsi aynı, sıcaklıkları ve miktarları farklı ise denge sıcaklığının bulunması

m1 kütleli, t1 sıcaklıklı ve m2 kütleli, t2 sıcaklıklı iki maddenin son sıcaklıklarını bulak için; (t1>t2)

Q_Verilen = Q_Alınan
m1.c.Δt = m2.c.Δt (c’ler aynı olduğu için sadeleştirilebilir.)
m1.(t1-tdenge)= m2.(tdenge-t2) olur.

Örnek: 50 g kütleli 40°C su ile 100 g kütleli 70 °C suyun karışımının son sıcaklığı ne olur?

C-Maddenin cinsi, sıcaklıkları ve miktarları farklı ise denge sıcaklığının bulunması

m1 kütleli, t1 sıcaklıklı, c1 özısılı ve m2 kütleli, t2 sıcaklıklı, c2 özısılı iki maddenin son sıcaklıklarını bulak için; (t1>t2)

Q_Verilen = Q_Alınan
m1.c1.(t1-tdenge)= m2.c2.(tdenge-t2) olur.

Örnek: 50g 10 °C su ile, 100g 50 °C alkolün karışımının son sıcaklığı ne olur? (c_su:4,18 c_alkol:2,54 )

Isı Alışverişi Sorular

Soru 1: 30 °C 100 g suyu 50 °C ‘ye çıkarmak için verilmesi gereken ısı miktarı nedir?
( c_su: 4,18 J/g.°C )

Soru 2: 20 °C 200 g suya 2400 cal ısı verildiğinde son sıcaklığı ne olur? ( c_su: 1 cal/g.°C )

Soru 3: 30 °C 100 g su ile 50 °C 100 g su karıştırılıyor. Suların son sıcaklıkları ne olur?

Soru 4: 20°C 200g su ile 50°C 100g su karıştırılıyor. Suların son sıcaklıkları ne olur?

Soru 5: 200 g kütleli suyun sıcaklığı 10°C’dir. Sıcaklığın 50°C’ye gelebilmesi için kaç Joule ısı alması gerekir. ( c_su: 4,18 J/g.°C )

Soru 6: 100 g sıvının ilk sıcaklığı 20°C’dir. 7620 Joule ısı verildiğinde sıvının son sıcaklığı 50°C olduğuna göre, sıvının özısısı nedir?

Soru 7: Sıcaklığı 120 °C olan 50 g demir bilyenin sıcaklığı 80 °C’ye düşürülüyor. Demir bilyenin dışarıya verdiği ısı kaç joule’dür? ( c_demir: 0,46 J/g.°C )

Soru 8: Kütleleri ve sıcaklıkları verilen alüminyum metaller birbirine temas etmektedir. Isı alış-verişleri tamamlandıktan sonra son sıcaklığı ne olur?

(Isı alış-verişi sadece metaller arasında gerçekleşmektedir.)
( c_Alüminyum: 0,91 J/g.°C )

Soru 9: 100 g kütleli suyun sıcaklığını 10 °C artırmak için verilmesi gereken ısı miktarı nedir?
( c_su: 4,18 J/g.°C )

Soru 10: Demirden yapılmış, kütleleri eşit K ve L maddelerinin son sıcaklığı ne olur?
(Isı alışverişi sadece demir maddeler arasında gerçekleşmekte, ve denge sıcaklığına ulaşması için beklenmektedir)

Soru 11: Sıcaklığı 20 °C olan 100 g su ile, sıcaklığı bilinmeyen 200 g su karıştırılıyor. Karışımın son sıcaklığı 40 °C olduğuna göre, sıcaklığı bilinmeyen suyun ilk sıcaklığı nedir?

Soru 12: Sıcaklığı 60 °C olan 200 g suyun içerisine, 30 °C olan su ilave ediliyor. Karışımın son sıcaklığı 40 °C olduğuna göre sonradan ilave edilen suyun miktarı nedir?

Soru 13: Başlangıçta katı olan 5 g kütleli K maddesine ait ısı sıcaklık grafiği verilmiştir.
a- K maddesinin katı haldeki öz ısısı nedir?
b- K maddesinin sıvı haldeki öz ısısı nedir?
c- K maddesinin erime ısısı nedir?
d- K maddesinin erime sıcaklığı nedir?

Soru 14: Erime ısısı 180 J/g olan erime sıcaklığındaki 50 g X katısına, 6300 j ısı verildiğinde X katısından kaç gram erimeden kalır?

Soru 15: Eşit zaman aralığında eşit ısı veren bir ısıtıcıda, 200 g X katısı ısıtıldığında sıcaklık zaman grafiği şekildeki gibi olmaktadır. X cismine 60 °C sıcaklığa gelmesi için verilmesi gereken ısı 1600 J olduğuna göre, X maddesinin erime ısısı nedir?

Soru 16: L maddesine ait ısı ve sıcaklık grafiği verilmiştir.

L maddesinin erime ısısı 250 cal/g olduğuna göre
a- L maddesinin erime ve kaynama noktaları nedir?
b- L maddesi kaç gramdır?
c- L maddesinin katı haldeki öz ısısı nedir?
d- L maddesinin sıvı haldeki öz ısısı nedir?

Soru 17: A maddesine 100 Joule ısı verildiğinde sıcaklığı 20˚C artmıştır.
Aynı A maddesine 50 Jolue ısı verilirse sıcaklığı ne kadar artar? (Madde hal değiştirmiyor.)

A) 50˚C
B) 40˚C
C) 20˚C
D) 10˚C

Soru 18: 20 gram kütleli A maddesinin ısı ve sıcaklık grafiği şekilde verilmiştir.

Buna göre A maddesinin özısısı nedir?

A) 0,5 J/g˚C
B) 1 J/g˚C
C) 2 J/g˚C
C) 4 J/g˚C

Soru 19: 40 g kütleli suyun sıcaklığı 10°C’dir. Sıcaklığın 20°C’ye gelebilmesi için kaç kalori ısı verilmesi gerekir?
( csu:1 cal/g.°C )

A) 400 cal
B) 800 cal
C) 4000 cal
D) 8000 cal

Soru 20: 20g, 15°C de suyun sıcaklığını 35°C çıkarılması için verilmesi gereken ısı miktarı kaç kaloridir? (csu = 1 cal/g°C)
Yukarıdaki soruyu cevaplamak için aşağıdaki işlemlerden hangisi yapılmalıdır?

A) Q = 20 x 1 x (35 + 15)
B) Q = 20 x 1 x (35 – 15)
C) Q = 35 x 1 x (20 – 15)
D) Q = 15 x 1 x 35 x 15

Soru 21: 100g 80°C su ile 200g 50°C su karıştırıldığında son sıcaklıkları ne olur?

A) 70 °C
B) 65 °C
C) 60 °C
D) 55 °C

Soru 22: İlk sıcaklığı 10 °C olan, 50 g su ve 50 g alkol özdeş ısıtıcılarla eşit sürede ısıtılıyor.

Her iki sıvı da kaynama noktalarına gelmediğine göre, su ve alkolün son sıcaklıkları aşağıdakilerden hangisi olabilir? (Suyun öz ısısı: 4,18 J/g˚C, alkolün öz ısısı: 2.54 J/g˚C)

Su Alkol
A) 70 °C 70 °C
B) 40 °C 60 °C
C) 70 °C 40 °C
D) 50 °C 45 °C

Soru 23: 10 gram demirin sıcaklığını 20°C artıran ısı, 20 gram demirin sıcaklığını kaç °C artırabilir?

A) 5°C
B) 10°C
C) 20°C
D) 40°C