2. Bir öğrencinin sınıfta yaptığı deneyin aşamaları aşağıda verilmiştir. • Öz ısıları tabloda verilen maddelerden eşit kütlelerde alarak bu maddeleri 100°C’a kadar ısıtıyor. • Sonrasında bu maddeleri içinde 10°C’ta eşit hacimde su bulunan beherlere koyarak aşağıdaki numa ralanmış düzenekleri hazırlıyor. • Maddeler ve su arasındaki ısı alışverişi tamamlanmadan suların ve maddelerin son sıcaklıklarını ölçü yor. (Isı alışverişi sadece maddeler ve su arasında gerçekleşmiştir.) Öz ısı (cal/g°C) Madde Al 0,217 0,115 Fe Al Pb Cu Fe 0,1 Cu 0,031 Pb I II III IV a) Buna göre öğrencinin yaptığı bu deneydeki bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri belirleyiniz. b) Düzeneklerdeki ısı alışverişinin tamamlanması için gereken süreler arasındaki ilişkiyi büyük ten küçüğe doğru sıralayarak açıklayınız.
✅ Cevap ve adım adım çözüm
1. Deneyde değiştirilen tek şey madde türü, yani öz ısıdır: bu bağımsız değişkendir.
2. Ölçülen sonuç suların ve maddelerin son sıcaklıklarıdır (ısı alışverişinin süresi): bu bağımlı değişkendir.
3. Sabit tutulanlar kontrol edilen değişkenlerdir: maddelerin kütlesi, ilk sıcaklıkları (100°C), suyun hacmi ve ilk sıcaklığı (10°C).
4. Öz ısısı büyük olan madde, aynı sıcaklık değişimi için daha fazla ısı verir ve geç soğur; bu yüzden ısı alışverişi daha uzun sürer. Öz ısı sırası Al > Fe > Cu > Pb olduğundan süre sırası I > IV > III > II olur.
Cevap: a) Bağımsız: madde türü (öz ısı); bağımlı: suların ve maddelerin son sıcaklıkları (ısı alışverişi süresi); kontrol edilen: madde kütlesi, ilk sıcaklık, su hacmi ve suyun ilk sıcaklığı. b) I > IV > III > II; öz ısısı büyük olan madde daha fazla ısı aktarır, ısı alışverişi daha uzun sürer.
Dikkat: Öz ısı büyüdükçe madde daha geç ısınır ve daha geç soğur; sıralamayı öz ısı tablosuna göre yap.