INTRO SB.indd

Enerji Dönüflümü ve Öz Is›
Anahtar Kavramlar
mekanik enerji
elektrik enerjisi
öz ısı
Resimdeki Hakan Bey’in banyo yaptığı su
nasıl ısınıyor olabilir? Su ısınırken hangi enerji
dönüşümü olmaktadır? Banyodan ç›k›p aynı
ortamda bulunan paspas ve fayansa bastığında
Hakan Bey’in fayansa basan ayağının üşüyüp
diğer ayağının üşümemesinin sebebi ne olabilir?
Peki, üflüdü¤ünde ısınmak için ellerini birbirine
sürtmesinin Hakan Bey’in ısınmasına nasıl bir
faydası olur?
Farklı enerji türlerinin örnekte olduğu
gibi ısıya dönüşmesini yapacağımız etkinlikle
keşfedelim.
5. Etkinlik
Gözlemleyelim, ‹nceleyelim
Baflka Enerjilerden Is›ya Dönüfl
lerler
Bunları Yapalım
-Ger
açve
Araç
reç
Geeç
Ar
I. Aflama
• 50 mL suyu küçük bir kavanoza koyalım ve sıcaklığını
vanoz
◆ kapaklı küçük ka
ölçelim.
◆ termometre
• Kavanozun etrafını gazete kâğıdı ile birkaç kat saralım.
◆ dereceli silindir
• Befl dakika süresince kavanozu sürekli sallayalım. Kavanozun
◆ çekiç
salland›ktan sonra suyun sıcaklığında bir değişme olur mu?
◆ 2 adet küçük
• Süre dolduğunda, gazete kâğıdını kavanozun etrafından
boyutta metal levha
çıkarmadan suyun sıcaklığını tekrar ölçelim. Suyun
(varsa kurflun)
sıcaklığında değişme oldu mu?
zete kâğıdı
ga
◆
II. Aflama
◆ güç kaynağı
• Levhaların sıcaklığını elimizle kontrol edelim. Levhalardan
◆ bağlantı kablosu
birini alalım ve çekiçle 60 kez vuralım. Ard›ndan her iki
◆ direnç teli
levhanın s›cakl›¤›n› da elimizle kontrol edelim. Levhalar
◆ su bardağı
aras›nda sıcaklık farkı olufltu mu? Neden?
◆ kronometre
III. Aflama
◆ su
• Bir bardak suya koyduğumuz direnç telini ba¤lant› kablolar›
yardımıyla güç kayna¤›na ba¤layal›m.
• Güç kaynağını çalıştırmadan önce suyun sıcaklığını ölçelim
ve güç kaynağını üç dakika çalıştıralım. Suyun sıcaklığını
tekrar ölçelim. Sıcaklıkta bir değişme oldu mu?
Sonuca Varal›m
• Her üç aflamada da maddelerin ilk durumlarına göre sıcaklık
artışlarının sebebi nedir?
• Her üç aflamada hangi tür enerji dönüşümleri gerçekleşmiştir?
164
Çevremizde enerji çok değişik türlerde bulunur.
Enerji türleri birbirlerine dönüşürken çeşitli işler yapılır ve bu s›rada ısı açığa çıkar.
Örneğin ütü yaparken elektrik enerjisinin
ısıya dönüflmesinden yararlanırız. Benzer
şekilde elektrik enerjisi bulaşık ve çamaşır
makineleri ile fırında da ısıya dönüştürülerek farklı
alanlarda kullanıl›r.
Bazı durumlarda ısı kaynağı olmadan da ısı açığa çıkmaktadır. Örneğin, henüz park etmiş bir arabanın lastiklerine dokunduğumuzda sıcak olduğunu hissederiz. Bu olay, mekanik enerjinin ısıya
dönüşümünün göstergesidir. Aynı durumu bir kavanoz suyu salladığımızda
ve levhaya çekiçle vurduğumuzda da hissettik. Soğuk havalarda ellerimizi birbirine sürttüğümüzde
ellerimizin ısınması yine mekanik enerjinin ısıya dönüşmesindendir. Kibritin yanması da mekanik
enerjinin ısıya dönüşmesi ile gerçekleşir.
9
100. s.
Mekanik enerji ve elektrik enerjisinin ısıya dönüşmesine çevremizden başka örnekler verelim.
Verilen örnekleri irdelediğimizde “Maddelerin ısınması, enerji aktarımı ile gerçekleşir.” diyebilir
miyiz?
Bir maddeye aktarılan ısı arttıkça maddenin sıcaklığı da artar. Bir maddenin değişik miktarlarına
aynı miktarda ısı aktarıldığında maddelerdeki sıcaklık artışının farklı olduğunu öğrenmiştik. Peki,
farklı türden maddelerin eşit miktarlarına aynı miktarda ısı aktarılırsa sıcaklık artışları eşit olur mu?
Yapacağımız etkinlikle bu durumu anlamaya çalışalım.
6. Etkinlik
Gözlemleyelim, ‹nceleyelim
Her Madde Ayn› m› Is›n›r?
lerler
-Ger
açve
Araç
reç
Geeç
Ar
10
Bunları Yapalım
• Su, alkol ve s›v› ya¤› erlenmayerlere koyalım ve erlen- ◆ 100 g su
mayerleri etiketleyelim.
◆ 100 g alkol
• Erlenmayerlerdeki sıvıların sıcaklıklarını ölçelim ve kayde- ◆ 100 g sıvı yağ
delim.
◆ 3 adet 250 mL’lik
erlenmayer
• Erlenmayerleri sacayakların›n üzerine yerleştirelim. Özdeş
ı
ısıtıcılarla aynı anda ısıtmaya başlayalım.
◆ 3 adet özdeş ısıtıc
¤›
ya
ca
sa
• S›v›lar›n s›cakl›klar›n› birer dakika aral›klarla 5 kez ölçelim ve ◆ 3 adet
ölçümlerimizi hazırlayacağımız bir çizelgeye kaydedelim.
◆ 3 adet termometre
S›cakl›k ölçümü yaparken termometreyi erlenmayerin
◆ dijital terazi
dibine temas ettirmeyelim.
◆ etiket
◆ bant
◆ kronometre
Sonuca Varal›m
• Aynı miktarda ısı aktarıldığına göre beş dakika sonunda su,
sıvı yağ ve alkole batırılan termometreler aynı de¤eri mi gösterir?
• Eşit kütlelerde alınan maddelerden hangisinde sıcaklık artışı daha fazla olmuştur?
• Aynı sıcaklıklara getirilen eşit kütlelerdeki sıvı yağ, alkol ve su aynı anda soğumaya bırakılırsa
hangi madde daha önce soğur?
• Aynı kütlelerdeki farklı maddeler özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldığında, sıcaklık
artışlarının farklı olması maddeler için ayırt edici bir özellik olabilir mi?
100. s.
165
Etkinlikte fark ettiğimiz gibi aynı kütlelerdeki farklı maddelere eşit miktarlarda ısı aktarıldığı
hâlde sıvılardaki sıcaklık artışları eşit olmamıştır. Bu durumda “Bir maddenin sıcaklığındaki artış,
madde miktarına bağlı olduğu gibi maddenin türüne de bağlıdır.” diyebilir miyiz? Etkinliğimizde
su, s›v› yağ ve alkolden 100’er gram yerine 1’er gram alsayd›k ve bu sıvıların s›cakl›klar›n› 1 oC
arttırmak isteseydik bu sıvılara aktarılan ısı miktarları eşit olur muydu?
Bir gram maddenin sıcaklığını 1 oC arttırmak için gerekli ısı miktarına o maddenin öz ısıs› denir.
Is› birimi olan “kalori” suyun öz ›s›s› esas al›narak tarif edilmifltir. 1 g suyun sıcaklığını1 oC arttırmak için
gerekli ısı miktarı 1 kaloridir. Bundan dolayı öz ısı cal/g oC veya J/g oC birimleriyle ifade edilir. 1 kalori
4,18 J’dür. Bu durumda suyun J/g oC cinsinden öz ısısı nedir?
Bütün maddelerin öz ısıları farklıdır. Öz ısı, madde miktarına bağlı olmayıp maddenin cinsine
bağlı olduğundan, maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve “c” sembolü ile gösterilir.
Bunlar› Biliyor muydunuz
?
“Isı” kavramının maddeler arasında alınıp verilen bir enerji olduğu, 19. yy’ın ikinci yarıs›nda
James Prescott Joule (Ceyms P›reskot Jul) adlı bilim insanı tarafından bulunmuştur.
Madde
Öz Isı (J/g oC)
Madde
Öz Isı (J/g oC)
Su
4,18
Oksijen
0,92
Alkol
2,54
Alüminyum
0,91
Zeytinyağı
1,96
Çinko
0,39
Demir
0,46
Nikel
0,45
Bakır
0,37
Kurşun
0,13
Cıva
0,12
Araflt›ral›m, Haz›rlanal›m
11
101. s.
Demir, bakır ve alüminyum elementlerinin kullan›m alanlar›n› araflt›ral›m. Bu maddelerin
farklı öz ısılara sahip olduklar›n› biliyoruz. Bunu ispatlayacak bir etkinlik tasarlayalım ve
çal›flmalar›m›z› rapor hâline getirelim.
12
101. s.
Kendimizi De¤erlendirelim
Afla¤›daki sorular› defterimize s›ras›yla cevaplayal›m.
1. Bir maddeyi belirli bir s›cakl›¤a ulafl›ncaya kadar ›s›tt›¤›m›zda maddenin ›s›nmas›nda hangi
faktörler etkilidir?
2. Termometrelerde neden genellikle c›va kullan›ld›¤›n› c›van›n öz ›s›s›yla iliflkilendirerek
aç›klayal›m.
166