1 Aşağıdakilerden hangisi ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılamaz?
- Plastik köpük
- Alüminyum levha
- Cam yünü
- Asbest
1. Sorunun Çözümü
Bu soruda, ısı yalıtım malzemesi kavramını doğru anlamamız gerekiyor. Isı yalıtımında amaç, ısının bir bölgeden diğerine geçişini azaltmaktır. Isı iletimi, kabaca \( Q=\frac{k\cdot A\cdot \Delta T}{L} \) bağıntısıyla açıklanır; burada \(k\) (ısı iletkenlik katsayısı) malzemenin ısıyı iletmeye ne kadar istekli olduğunu gösterir. Yalıtım malzemeleri düşük \(k\) değerine sahip olup ısı akışını sınırlar; metaller ise yüksek \(k\) değerleriyle ısıyı hızlı iletir.
- A) Plastik köpük: Hücresel yapısı içinde hava hapseder. Havanın \(k\) değeri düşüktür, bu da ısı akışını azaltır. Bu nedenle plastik köpük iyi bir yalıtım malzemesidir ve doğru seçenek olamaz.
- B) Alüminyum levha: Metal olduğundan \(k\) değeri yüksektir; ısıyı hızla iletir. Yalıtımda amaç ısı iletimini azaltmak olduğu için alüminyum levha yalıtım malzemesi olarak kullanılamaz. Hatta tek başına kullanıldığında ısı köprüsü oluşturur. (Bazı yapılarda sadece ışınım yansıtıcısı olarak yardımcı katman şeklinde kullanılabilir; ancak bu, yalıtım malzemesi olmak değildir.)
- C) Cam yünü: İnce cam lifleri arasında hareketsiz hava barındırır; bu yapı ısı iletimini düşürür. Yaygın ve etkili bir yalıtım malzemesidir, bu yüzden doğru seçenek değildir.
- D) Asbest: Günümüzde sağlık riskleri nedeniyle kullanılmamalıdır; ancak ısıl açıdan düşük iletkenliğe sahip olduğundan tarihsel olarak yalıtımda kullanılmıştır. Dolayısıyla “yalıtım malzemesi olarak kullanılamaz” ifadesi ısıl bakımdan doğru değildir.
Özetle, düşük \(k\) değerine sahip malzemeler yalıtımda tercih edilirken, alüminyum gibi metaller ısıyı iyi iletir ve yalıtım amacıyla kullanılamaz. Bu nedenle doğru cevap “B” şıkkıdır.
2 Aşağıda ısı ile ilgili verilenlerden hangisi yanlıştır?
- Enerji türüdür.
- Bir maddenin tüm moleküllerinin sahip olduğu toplam hareket enerjisidir.
- Kalorimetre kabı ile ölçülür.
- Aynı sıcaklığa sahip maddeler arasında ısı alışverişi olur.
2. Sorunun Çözümü
Bu soruda ısı kavramının ne olduğunu ve ne olmadığını doğru ayırt etmemiz gerekiyor. Isı, bir sistemden diğerine sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir; yani bir enerji transferidir. Aktarım sırasında miktar olarak \( \displaystyle Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) bağıntısıyla hesaplanabilir. Şimdi her şıkkı tek tek inceleyelim:
- A) Enerji türüdür. Gündelik anlatımda “ısı enerjisi” denir; fakat bilimsel olarak ısı, enerjinin aktarım biçimidir. Yine de ortaöğretim düzeyinde bu ifade, ısının enerjiyle ilişkisini vurguladığı için doğru kabul edilir.
- B) Bir maddenin tüm moleküllerinin sahip olduğu toplam hareket enerjisidir. Bu tanım, teknik olarak iç enerjinin (özellikle mikroskobik kinetik kısmının) tarifidir. Isı ise iç enerji değildir; iç enerji maddenin içinde depolu büyüklük, ısı ise aktarımdır. Ancak şık, ısının dayandığı mikroskobik enerjiye işaret ettiğinden, bu seviyede çoğu kaynakta yanlış olarak hedeflenmez.
- C) Kalorimetre kabı ile ölçülür. Doğrudur. Kalorimetre düzeneği, gerçekleşen ısı alışverişini dolaylı olarak ölçerek \( Q \) değerini belirlememizi sağlar.
- D) Aynı sıcaklığa sahip maddeler arasında ısı alışverişi olur. Yanlıştır. Isı akışı yalnızca sıcaklık farkı varsa gerçekleşir ve akış, yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğrudur. Sıcaklıklar eşitlendiğinde net ısı akışı durur (termodinamiğin sıfırıncı yasasının sonucu).
Özetle, ısının sıcaklık farkı olmadan akamayacağını bilmek kritik önemdedir. Aynı sıcaklıktaki cisimler arasında net \( Q \) transferi olmaz. Bu nedenle doğru cevap “D” şıkkıdır.
3
Isı kaybeden bir maddede;
1. Büzülür.
2. Hal değiştirir.
3. Sıcaklığı artar.
4. Tanecikleri birbirine yaklaşır.
hangileri meydana gelmez?
- 1
- 2
- 3
- 4
3. Sorunun Çözümü
Bu soruda, bir maddenin ısı kaybetmesi durumunda meydana gelen değişimleri ve hangi ifadenin gerçekleşmeyeceğini belirlememiz gerekiyor. Isı, maddeden çevreye doğru aktığında, maddenin iç enerjisi azalır. Bu durum maddenin sıcaklığı, hacmi, taneciklerinin konumu ve hal değişimi gibi pek çok özelliği üzerinde etkili olabilir.
- 1. Büzülür: Isı kaybı, maddenin sıcaklığını düşürdüğü için tanecikler daha az titreşir ve birbirine yaklaşır. Bu da genellikle büzülme (hacim küçülmesi) ile sonuçlanır. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
- 2. Hal değiştirir: Eğer madde, erime, donma, yoğuşma gibi bir hal değişim sıcaklığındaysa ısı kaybı hal değişimine yol açabilir. Dolayısıyla bu durum gerçekleşebilir ve doğru bir ifadedir. (Örneğin su, 0°C’de ısı kaybederek donabilir.)
- 3. Sıcaklığı artar: Isı kaybı, maddenin iç enerjisini azaltır. İç enerji azaldığında sıcaklık da azalır (hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır, artmaz). Bu nedenle ısı kaybı yaşayan bir maddenin sıcaklığının artması imkânsızdır. Bu ifade yanlıştır ve soruda istenen cevaptır.
- 4. Tanecikleri birbirine yaklaşır: Isı kaybıyla tanecikler daha düşük enerjili hâle gelir, titreşimleri azalır ve aralarındaki mesafe küçülür. Bu ifade de doğrudur.
Özetle, ısı kaybı yaşayan bir maddede sıcaklık artışı gerçekleşmez. Tüm diğer maddeler, ısı kaybının doğal sonuçlarıdır. Bu nedenle doğru cevap “C” şıkkıdır.
4 Aşağıdaki maddelerin hangisinde ısı sadece iletim yoluyla yayılmıştır?
- Hava
- Kolonya
- Alkol
- Çelik
4. Sorunun Çözümü
Bu soruda, ısının yayılma yollarından iletim (konduksiyon) mekanizmasını anlamamız gerekiyor. Isı üç temel şekilde yayılır:
- İletim (konduksiyon): Maddenin taneciklerinin titreşim enerjisinin yan yana duran taneciklere aktarılmasıyla gerçekleşir. Maddenin tamamı yer değiştirmez, enerji temasla yayılır. Özellikle katılarda etkilidir.
- Taşınım (konveksiyon): Sıvı veya gazların kütlesel hareketiyle ısının taşınmasıdır. Sıcak bölgelerdeki akışkan yükselir, soğuk bölgeler çöker.
- Işıma (radyasyon): Elektromanyetik dalgalarla, maddeye gerek olmadan ısının yayılmasıdır.
Şıkları bu bilgilerle inceleyelim:
- A) Hava: Isı taşınım (konveksiyon) ile yayılır. Havadaki moleküller serbestçe hareket eder ve ısı kütlesel akışla taşınır. Bu nedenle yalnızca iletim gerçekleşmez.
- B) Kolonya: Sıvı olduğu için hem taşınım hem iletim vardır. Ayrıca buharlaşma yoluyla enerji kaybı da olur.
- C) Alkol: Kolonya gibi sıvı olduğundan, ısı taşınım ve iletimle birlikte yayılır, sadece iletim olmaz.
- D) Çelik: Bir katı metal olduğu için ısı enerjisi yalnızca iletim yoluyla yayılır. Çelikte serbest elektronlar ve titreşen iyonlar, ısıyı yüksek verimle taşır. Taşınım veya ışınım burada temel mekanizma değildir.
Sonuç olarak, ısı yalnızca iletim yoluyla yayılan madde çeliktir. Bu nedenle doğru cevap “D” şıkkıdır.
5 Hacmi 200 cm3 olan bardak yoğunluğu 0,9 g/cm3 olan sıvı yağ ile dolduruluyor. Buna göre bardaktaki sıvı yağın kütlesi kaç g’dır?
- 180
- 170
- 160
- 150
5. Sorunun Çözümü
Bu soru, kütle-hacim-yoğunluk ilişkisini doğru şekilde kullanmamızı gerektiriyor. Fizikte yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesi olarak tanımlanır ve şu formülle ifade edilir:
\( \displaystyle \rho = \frac{m}{V} \)
Burada:
- \( \rho \) → Yoğunluk (g/cm3)
- \( m \) → Kütle (g)
- \( V \) → Hacim (cm3)
Soru bize yoğunluğu \( \rho = 0,9\ \text{g/cm}^3 \) ve hacmi \( V = 200\ \text{cm}^3 \) olarak vermiş. Kütleyi bulmak için formülü \( m = \rho \cdot V \) şeklinde düzenleyelim:
\( m = 0,9 \times 200 = 180\ \text{g} \)
Yani bardaktaki sıvı yağın kütlesi **180 gramdır**.
Diğer şıkların neden yanlış olduğu:
- B) 170 g: Bu değer, yoğunluk veya hacimde farklı bir sayı kullanıldığında ortaya çıkabilecek hatalı bir sonuçtur. Ancak verilen değerlere uymuyor.
- C) 160 g: Bu sonuç, yoğunluğu olduğundan daha düşük alırsak (\( 0,8\ \text{g/cm}^3 \)) bulunabilecek yanlış bir değerdir.
- D) 150 g: Bu da yoğunluğu yaklaşık \( 0,75\ \text{g/cm}^3 \) gibi yanlış alırsak elde edilecek bir değerdir. Soruda böyle bir bilgi yok.
Kısacası, doğru formülü kullanıp verilen sayıları yerine koyduğumuzda tek doğru sonuç \( \mathbf{180\ g} \) çıkar. Bu nedenle doğru cevap “A” şıkkıdır.
6
1. Güneşin maddeleri ısıtması ışıma yolu ile olur.
2. Isı, katı hallerde iletim yoluyla olur.
3. Gaz moleküllerinin yer değiştirmesi sonucu konveksiyon yoluyla ısı yayılır.
4. Konveksiyon yoluyla ısının yayılması sadece sıvılarda olur.
Isının yayılması ile ilgili yukarıdakilerden hangisi veya hangileri doğrudur?
- 1 ve 3
- 1, 2 ve 4
- 2, 3 ve 4
- 1, 2 ve 3
6. Sorunun Çözümü
Isının yayılma yollarını doğru adlandırmak bu tür sorularda anahtardır. Isı, üç yolla aktarılır: iletim (konduksiyon), taşınım (konveksiyon) ve ışıma (radyasyon). Kısaca: iletimde tanecikler yer değiştirmez, bitişik taneceler arasında enerji aktarımı vardır; konveksiyonda akışkanın (sıvı veya gaz) kütlesel hareketi ile enerji taşınır; ışıma ise elektromanyetik dalgalarla ortam gerekmeksizin gerçekleşir. Şimdi her önermeyi tek tek değerlendirip doğru/yanlış nedenlerini açıklayalım:
- 1. Güneşin maddeleri ısıtması ışıma yolu ile olur. Doğru. Güneş’ten Dünya’ya enerji, boşlukta madde olmamasına rağmen elektromanyetik dalgalar ile iletilir. Bu, ışımanın tanımıdır. Net enerji aktarımı \( Q \) için arada madde şart değildir.
- 2. Isı, katı hallerde iletim yoluyla olur. Doğru. Katılarda tanecikler yerinden ayrılmadan titreşimleriyle komşularına enerji aktarır. Metallerde serbest elektronlar bu iletimi çok hızlandırır. Bu mekanizma konduksiyondur ve katılar için baskındır.
- 3. Gaz moleküllerinin yer değiştirmesi sonucu konveksiyon yoluyla ısı yayılır. Doğru. Konveksiyon, akışkanların (gazlar dahil) yer değiştirmesi ile ısı taşınmasıdır. Sıcak, daha az yoğun bölgeler yükselir; soğuk bölgeler alçalır ve enerji taşınır.
- 4. Konveksiyon yoluyla ısının yayılması sadece sıvılarda olur. Yanlış. Konveksiyon sıvılarda ve gazlarda görülür. Hatta atmosferde rüzgâr ve hava akımları, ev kaloriferlerinde sıcak havanın yükselmesi tipik gaz konveksiyonu örnekleridir. Bu ifade, konveksiyonu gereksiz yere sıvılarla sınırlar.
Dolayısıyla doğru olan ifadeler 1, 2 ve 3 olup 4. ifade yanlıştır. Bu nedenle doğru cevap “D” şıkkıdır.
Diğer şıkların neden yanlış/eksik olduğu:
- A) 1 ve 3: Katılarda iletim (2) göz ardı edildiği için eksik.
- B) 1, 2 ve 4: 4. önerme yanlış olduğundan tüm şık yanlış olur.
- C) 2, 3 ve 4: 4. önerme yanlış olduğu için bu kombinasyon da yanlıştır; ayrıca 1. doğru ifade dışarıda bırakılmıştır.
7
1. Odun
2. Linyit kömürü
3. Mazot
4. Biyogaz
Hangi yakıtlar yandığında çok fazla atık madde (duman, kül) oluşturur?
- 1 ve 2
- 2 ve 3
- 1 ve 4
- 3 ve 4
7. Sorunun Çözümü
Soruda, farklı türde yakıtların yanması sonucu duman ve kül gibi katı atık miktarının hangilerinde çok olduğuna odaklanıyoruz. Bir yakıtın yanma ürünleri; bileşimi, içindeki nem, uçucu maddeler ve mineral (kül yapıcı) içerik ile doğrudan ilişkilidir. Tam yanmada genel denklem \( \mathrm{C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O} \) şeklindedir; ancak tam yanma sağlanamadığında \( \mathrm{is/kurum} \) (katı parçacıklar) ve çeşitli yanmamış bileşikler ortaya çıkar. Mineral içerik ise kül olarak kalır.
- 1) Odun: Odun, yüksek uçucu madde ve değişken nem içerir. Özellikle nemli ya da tam yanma koşulları sağlanmamışsa yoğun duman ve bir miktar kül oluşur. Bu nedenle çok atık üretir.
- 2) Linyit kömürü: Linyit, kömürler içinde yüksek kül ve kükürt içeriğiyle bilinir. Yanma sonrası kül miktarı fazladır, ayrıca kurum oluşumu da yüksektir. Çok atık üretir.
- 3) Mazot (dizel): Sıvı fosil yakıttır. Uygun olmayan şartlarda kurum/PM oluşturabilir; fakat mineral içeriği düşük olduğundan kül miktarı azdır. Odun ve linyit kadar çok katı atık üretmez.
- 4) Biyogaz: Esas olarak \( \mathrm{CH_4} \) ve \( \mathrm{CO_2} \) karışımıdır. Mineral içeriği yok denecek kadar azdır; uygun yanmada duman/kül oluşumu çok düşüktür.
Sonuç: Çok fazla duman ve kül oluşturan yakıtlar odun ve linyit kömürüdür. Bu nedenle doğru cevap “A” şıkkıdır.
Diğer şıklar neden değil?
- B) 2 ve 3: Linyit doğru; ancak mazotun külü düşüktür, “çok fazla atık” ifadesini karşılamaz.
- C) 1 ve 4: Odun doğru; fakat biyogaz temiz yanar, yoğun duman/kül oluşturmaz.
- D) 3 ve 4: Mazot ve biyogaz, odun/linyit kadar katı atık üretmez; bu yüzden yanlıştır.
8 Elektrik tellerinin yaz ve kış mevsimlerinde farklı uzunluklarda olmasının asıl nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- Metal teller katı olduğu için havada daha çok ısınırlar.
- Sıcaklık farkı ısı akışına neden olur.
- Metal teller ısınınca genleşerek uzar, soğuyunca büzülerek kısalır.
- Teller metal olduğu için ısıyı iyi iletir.
8. Sorunun Çözümü
Bu soru, ısıl genleşme kavramını anlamamızı gerektiriyor. Katı cisimler, sıcaklık değişimine maruz kaldıklarında taneciklerinin ortalama titreşim genliği değişir. Sıcaklık arttığında tanecikler daha fazla titreşir, aralarındaki ortalama mesafe artar ve cisim genleşir. Sıcaklık düştüğünde ise titreşim azalır, tanecikler birbirine yaklaşır ve büzülme meydana gelir.
- A) Metal teller katı olduğu için havada daha çok ısınırlar: Katı olmak, ısınma hızını tek başına belirlemez. Buradaki durumun asıl nedeni ısınma değil, sıcaklık değişimine karşı gösterilen boy değişimidir. Bu ifade yanıltıcıdır.
- B) Sıcaklık farkı ısı akışına neden olur: Doğrudur, ancak bu durum tellerin uzunluğunun değişmesinin doğrudan nedeni değildir. Isı akışı ile sıcaklık dengelenir; uzunluk değişimi ise genleşmenin sonucudur.
- C) Metal teller ısınınca genleşerek uzar, soğuyunca büzülerek kısalır: Doğru. Yazın hava sıcaklığı arttığında teller genleşir ve uzar; kışın soğukta büzülerek kısalır. Bu, metallerin doğrusal genleşme özelliğinin tipik bir sonucudur. Boy değişimi \( \Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T \) formülü ile hesaplanır; burada \( \alpha \) genleşme katsayısıdır.
- D) Teller metal olduğu için ısıyı iyi iletir: Bu, iletim mekanizmasıyla ilgilidir. İyi iletken olmaları uzunluk değişiminin nedeni değildir.
Sonuç olarak, mevsimler arasındaki uzunluk farkının temel nedeni ısıl genleşmedir. Bu nedenle doğru cevap “C” şıkkıdır.
9
• Bakır
• Azot gazı
• Kolonya
Yukarıdaki maddelerin ısı iletkenliklerinin doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisidir?
- Bakır < Azot gazı < Kolonya
- Azot gazı < Kolonya < Bakır
- Bakır = Kolonya = Azot gazı
- Kolonya < Bakır < Azot gazı
9. Sorunun Çözümü
Soruda, üç farklı maddenin ısı iletkenliklerinin karşılaştırılması isteniyor. Isı iletkenliği, bir maddenin sıcaklık farkı altında ısıyı iletebilme yeteneğidir ve \( k \) katsayısı ile ifade edilir. Genel olarak, katılar (özellikle metaller) en iyi iletkenlerdir, ardından sıvılar, en zayıf olarak ise gazlar gelir.
- Bakır: Metaller arasında ısı iletkenliği en yüksek olanlardan biridir. \( k \) değeri yaklaşık \( 400\ \mathrm{W/(m\cdot K)} \) civarındadır. Bu nedenle üçlü arasında en iyi iletkendir.
- Kolonya: Etanol ve su karışımı bir sıvıdır. Sıvıların ısı iletkenliği, metallerden çok daha düşüktür, ancak gazlardan yüksektir. Yaklaşık \( 0,2\ \mathrm{W/(m\cdot K)} \) civarındadır.
- Azot gazı: Gazlar, moleküller arası boşluk fazla olduğundan ısıyı iletmede zayıftır. Azot gazının \( k \) değeri yaklaşık \( 0,025\ \mathrm{W/(m\cdot K)} \) olup bu üçlü içinde en kötü iletkendir.
Bu bilgilerden yola çıkarak iletkenlik sıralaması:
Azot gazı < Kolonya < Bakır
Diğer şıkların neden yanlış olduğu:
- A) Bakır < Azot gazı < Kolonya: Bakır en iyi iletken olduğu için en başa gelmelidir; bu sıralama tamamen hatalıdır.
- C) Bakır = Kolonya = Azot gazı: Bu maddelerin iletkenlikleri arasında büyük fark vardır; eşit olmaları imkânsızdır.
- D) Kolonya < Bakır < Azot gazı: Bu sıralama, gazın sıvı ve metallerden daha iyi iletken olduğunu iddia eder ki bu fiziksel olarak yanlıştır.
Sonuç olarak doğru sıralama Azot gazı < Kolonya < Bakır olduğundan, doğru cevap “B” şıkkıdır.
10
1. Benzin
2. Mazot
3. Katran
4. Kok kömürü
Yukarıdakilerden hangisi veya hangileri sıvı yakıta örnektir?
- 1 ve 2
- 1 ve 3
- 1, 2 ve 3
- 3 ve 4
10. Sorunun Çözümü
Bu soru, yakıtların haline göre sınıflandırılmasıyla ilgilidir. Yakıtlar genel olarak katı, sıvı ve gaz yakıtlar olarak üç ana gruba ayrılır. Yanma sırasında enerji açığa çıkaran bu maddeler, kullanım alanlarına ve depolanma şekillerine göre farklı haldedir.
- 1) Benzin: Petrolün rafine edilmesiyle elde edilen, oda sıcaklığında sıvı halde bulunan bir yakıttır. Araç motorlarında yaygın olarak kullanılır. Dolayısıyla sıvı yakıttır.
- 2) Mazot: Dizel motorlarda kullanılan, yoğunluğu benzinden yüksek olan, oda sıcaklığında sıvı halde bulunan bir yakıttır. Sıvı yakıttır.
- 3) Katran: Kömürün damıtılması veya petrol işlenmesi sonucu elde edilen koyu kıvamlı, yarı katı/akışkan özellikte bir maddedir. Genellikle yapı malzemelerinde kullanılır; yakıt olarak kullanımı sınırlıdır ve tam anlamıyla sıvı yakıt sayılmaz.
- 4) Kok kömürü: Taş kömüründen elde edilen, gözenekli ve sert yapılı katı yakıttır. Yüksek sıcaklık gerektiren endüstriyel fırınlarda kullanılır.
Bu bilgiler ışığında, verilenler arasında yalnızca benzin ve mazot net şekilde sıvı yakıt sınıfına girer.
Diğer şıklar neden yanlış?
- B) 1 ve 3: Katran sıvı değil, yarı katı/yoğun akışkan olduğu için sıvı yakıt sayılmaz.
- C) 1, 2 ve 3: Katran yine sıvı yakıt sınıfına girmez; bu nedenle yanlış.
- D) 3 ve 4: Her ikisi de sıvı değildir; 3 yarı katı, 4 katıdır.
Sonuç olarak doğru cevap “A” şıkkıdır.
11 Aşağıdakilerden hangisi ısı yalıtımında kullanılmaz?
- Cam yünü
- Alçı
- Köpük
- Demir levha
11. Sorunun Çözümü
Bu soruda, hangi maddenin ısı yalıtımında kullanılmadığını belirlememiz isteniyor. Isı yalıtımında amaç, ısının bir ortamdan diğerine geçişini yavaşlatmak veya engellemektir. Bunun için seçilen malzemelerin ısı iletkenlik katsayısı \( k \) düşük olmalıdır. Düşük \( k \) değeri, maddenin iyi bir yalıtkan olduğunu gösterir.
- A) Cam yünü: Lifli yapısı içinde hava boşlukları barındırır. Havanın ısı iletkenliği çok düşük olduğu için cam yünü, ısı yalıtımında yaygın olarak kullanılır. Doğru bir yalıtım malzemesidir.
- B) Alçı: Yapı malzemesi olarak kullanılırken belli oranda yalıtım sağlar, fakat asıl işlevi yalıtım değil, yüzey kaplamadır. Yine de demir gibi metallere göre daha düşük iletkenliğe sahiptir ve bazı yalıtım uygulamalarında dolgu olarak yer alabilir.
- C) Köpük: Plastik bazlı (ör. polistiren) köpükler içinde çok sayıda hava kabarcığı bulundurur. Bu yapı, ısı iletimini büyük ölçüde engeller. Dolayısıyla iyi bir yalıtım malzemesidir.
- D) Demir levha: Metal olduğu için ısı iletkenlik katsayısı çok yüksektir (\( k \approx 80\ \mathrm{W/(m\cdot K)} \)). Bu nedenle ısıyı hızlı iletir ve yalıtım amacıyla kullanılmaz. Aksine, ısıyı bir noktadan diğerine iletmek istenen durumlarda (örneğin tencere tabanlarında) tercih edilir.
Sonuç olarak, yüksek iletkenliği nedeniyle ısı yalıtımında kullanılmayan madde demir levhadır.
Bu nedenle doğru cevap “D” şıkkıdır.
12 Maddeler ısı aldığında, aşağıdakilerden hangisi gerçekleşmez?
- Maddenin sıcaklığı artar.
- Tanecikler arasındaki uzaklık artar.
- Maddeyi oluşturan tanecikler büyür.
- Tanecikler daha hızlı hareket eder.
12. Sorunun Çözümü
Soruda, bir maddenin ısı alması durumunda hangi etkinin gerçekleşmeyeceği soruluyor. Isı alan bir madde, aldığı enerjiyi taneciklerinin hareket enerjisini artırmak veya potansiyel enerjilerini değiştirmek için kullanır. Bu değişimler, maddenin sıcaklığına, haline ve taneciklerinin birbirine olan uzaklığına etki eder.
- A) Maddenin sıcaklığı artar: Isı enerjisi, taneciklerin titreşim, dönme ve öteleme hareketlerini artırır; bu da sıcaklık artışı olarak gözlemlenir. Bu ifade doğrudur.
- B) Tanecikler arasındaki uzaklık artar: Isı enerjisi tanecikler arasındaki bağları gevşetir. Katı ve sıvılarda genleşme meydana gelir, gazlarda ise hacim artar. Bu nedenle bu ifade de doğrudur.
- C) Maddeyi oluşturan tanecikler büyür: Atom veya moleküller ısı aldığında büyümez; boyutları değişmez. Sadece aralarındaki mesafe değişir ve daha hızlı hareket ederler. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır ve sorunun doğru cevabıdır.
- D) Tanecikler daha hızlı hareket eder: Isı enerjisi, taneciklerin kinetik enerjisini artırır. Daha hızlı titreşir, döner veya öteleme hareketi yaparlar. Bu ifade doğrudur.
Sonuç olarak, ısı alan maddenin tanecik boyutları değişmez; değişen, hareketleri ve aralarındaki mesafedir. Bu nedenle doğru cevap “C” şıkkıdır.
13 Aşağıdakilerden hangisi evlerdeki ısı kaybının azaltmak için yapılmaz?
- Binalar yapılırken tuğlaların arasına köpük yerleştirmek
- Çatılara cam yünü döşenmelidir.
- Pencereler çift cam sistemli yapılmalıdır.
- Eskiyen halı değiştirilmelidir.
13. Sorunun Çözümü
Bu soruda, evlerdeki ısı kaybını azaltmak için yapılan uygulamalardan hangisinin bu amaca hizmet etmediğini bulmamız gerekiyor. Isı kaybı, kışın sıcak havanın dışarıya, yazın ise soğuk havanın dışarıya kaçması anlamına gelir. Bu kayıpları azaltmak için ısı yalıtımı yapılır. Isı yalıtımının amacı, ısı iletimini, taşınımını ve ışınımını en aza indirmektir.
- A) Binalar yapılırken tuğlaların arasına köpük yerleştirmek: Köpük, düşük ısı iletkenlik katsayısına sahip bir malzemedir. Tuğlaların arasına yerleştirilerek ısı kaybını ciddi şekilde azaltır. Doğru bir yalıtım yöntemidir.
- B) Çatılara cam yünü döşenmelidir: Cam yünü lifli yapısı içinde hava boşlukları barındırır, bu da ısı iletimini azaltır. Çatılardan büyük ısı kaybı olabileceği için bu uygulama oldukça etkilidir.
- C) Pencereler çift cam sistemli yapılmalıdır: Çift camlar arasında kalan hava veya özel gaz tabakası, ısı iletimini ve taşınımını azaltır. Bu yöntem, pencerelerden kaynaklanan ısı kaybını ciddi oranda düşürür.
- D) Eskiyen halı değiştirilmelidir: Halıların yenilenmesi estetik veya konfor açısından faydalı olabilir; ancak halı değişimi tek başına ısı kaybını önlemede anlamlı bir etkisi yoktur. Yalıtım etkisi minimaldir.
Sonuç olarak, seçenekler içinde ısı kaybını azaltmak için doğrudan etkili olmayan yöntem eskiyen halının değiştirilmesidir.
Bu nedenle doğru cevap “D” şıkkıdır.
14 Aşağıdakilerden hangisi çift cam takılmasının nedenidir?
- Pencerenin daha güzel görünmesini sağlamak
- Isı ve ses yalıtımını sağlamak
- Güneş ışınlarının daha az kırılmasını sağlamak
- Güneş ışınlarının daha az geçmesini sağlamak
14. Sorunun Çözümü
Bu soruda, pencerelere çift cam takılmasının temel amacını belirlememiz gerekiyor. Çift cam sistemi, iki cam tabakası arasına hava veya özel bir gaz (ör. argon) doldurularak oluşturulur. Aradaki bu tabaka, ısı ve ses geçişini azaltmada kritik rol oynar.
- A) Pencerenin daha güzel görünmesini sağlamak: Çift cam kullanımı, estetik amaçlı değil, yalıtım amaçlı tercih edilir. Görünüm ikincil bir etkidir.
- B) Isı ve ses yalıtımını sağlamak: Doğru. Çift camın en önemli amacı budur. İki cam tabakası arasındaki hava veya gaz, düşük ısı iletkenliğine sahip olduğu için ısı kaybını azaltır. Ayrıca bu tabaka, ses dalgalarının geçişini zorlaştırarak dışarıdan gelen gürültüyü azaltır.
- C) Güneş ışınlarının daha az kırılmasını sağlamak: Işık kırılması, cam kalınlığına ve yapısına bağlıdır ancak çift camın ana amacı bu değildir.
- D) Güneş ışınlarının daha az geçmesini sağlamak: Bu, özel kaplamalı camlarda (low-e cam) mümkündür; standart çift camın doğrudan böyle bir amacı yoktur.
Sonuç olarak, çift cam uygulamasının asıl nedeni hem ısı yalıtımı hem de ses yalıtımı sağlamaktır.
Bu nedenle doğru cevap “B” şıkkıdır.
15 İçi buz dolu olan dört özdeş kap güneş altında bırakılıyor. Bu kapların renkleri sırasıyla siyah, beyaz, yeşil ve kırmızı olduğuna göre, hangi kaptaki buz daha erken erir?
- Siyah
- Beyaz
- Yeşil
- Kırmızı
15. Sorunun Çözümü
Bu soru, renklerin ışığı ve ısıyı soğurma özellikleri ile ilgilidir. Güneş ışığı, görünür ışık, kızılötesi (IR) ve morötesi (UV) bileşenlerden oluşur. Bir cismin rengi, üzerine düşen ışığın ne kadarını yansıttığını ve ne kadarını soğurduğunu belirler.
- Siyah yüzeyler: Görünür ışığın hemen hemen tamamını soğurur, yansıma çok azdır. Soğurulan enerji ısıya dönüşerek cismin sıcaklığını hızla artırır. Bu nedenle siyah kap, içindeki buzu en hızlı eriten kap olur.
- Beyaz yüzeyler: Görünür ışığın büyük kısmını yansıtır. Yansıyan ışık ısıya dönüşmez, bu yüzden beyaz kap içindeki buz daha yavaş erir.
- Yeşil ve kırmızı yüzeyler: Kendi renklerine yakın dalga boylarını yansıtır, diğerlerini soğurur. Isınma hızları siyah kadar yüksek, beyaz kadar düşük değildir; ara bir değere sahiptir.
Isı soğurma sıralaması genellikle: Siyah > Koyu renkler (yeşil, kırmızı) > Beyaz şeklindedir.
Diğer şıklar neden yanlış?
- B) Beyaz: En yavaş ısınan yüzeydir, bu yüzden buzun en geç eridiği kaptır.
- C) Yeşil: Orta derecede ısınır, siyah kadar hızlı ısı çekmez.
- D) Kırmızı: Yine orta derecede ısınır, siyah kadar etkili değildir.
Sonuç olarak, en çok ışığı soğurup ısıya dönüştüren siyah kap buzun en hızlı erimesine neden olur.
Bu nedenle doğru cevap “A” şıkkıdır.