05 madde ve özellikleri - Nihat Bilgin Yayıncılık

1
Fiziğin Doğası
1
7. Hâl değişimlerinde maddenin molekül yapısı
değişmez. Buna göre, buharın yoğunlaşması ve
naftalinin süblimleşmesinde molekül yapısı değişmez. Demir mıknatıs özelliği kazanırken sadece
elektronların dönme yönü değişir molekül yapısı
değişmez. Et pişirilince molekül yapısı değişir.
Test 1’in Çözümleri
1. B
üyük patlama teorisine göre, çok yoğun bir cismin patlaması evrenin başlangıcı kabul edilmektedir. Bu patlamadan günümüze kadar geçen sürede evren sürekli genişlemektedir. Yıldızlar enerji
yaydıkları için kütleleri sürekli azalmaktadır.
Cevap D dir.
Cevap E dir.
8. Bilimsel yöntemin basamakları;
2. Optik, mekanik, termodinamik, atom fiziği; fiziğin
alt alanlarındandır. Enerji ise fiziğin alt alanlarından biri değildir.
Cevap C dir.
• Problem belirleme
• Problemle ilgili gözlem yapma
• Hipotez kurma
• Kontrollü deneyler yapma
• Deneyle ilgili verilerden sonuç çıkarma
3. Uygun aletlerle yapılan ölçümler nicel gözlem,
duyu organlarıyla yapılan gözlemler nitel gözlemdir. Termometre ve harita ölçeği kullanılarak yapılan ölçümler nicel gözlemdir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
şeklindedir.
Cevap C dir.
9. Kağıt ıslanınca molekül yapısı değişmediğinden
fiziksel değişmedir. Diğer seçeneklerdeki olaylarda verilen maddelerin molekül yapısı değişir.
Cevap B dir.
4. Fiziksel değişime uğrayan cisimlerde şekil ve hâl
değişimi olabilir. Ancak toplam kütle değişmez.
Cevap D dir.
5. İyi bir hipotez eldeki verilerle uyum sağlamalı,
çözüm önermeli ve tahmin yapmaya uygun olmalıdır.
Cevap E dir.
6. Yapısal değişikliğe uğrayarak farklı bir maddenin ortaya çıkması kimyasal değişimdir. Çürüme
ve radyoaktif ışıma ile madde yapısal değişikliğe
uğrar. Bu nedenle çürüme ve radyoaktif ışıma kimyasal değişimdir.
Genleşme ise fiziksel bir değişimdir.
Cevap C dir.
10. Gümüş oksijenle reaksiyona girdiği için kararır,
gümüşün kararması kimyasal değişmedir. Tren
raylarının genleşmesi ve tuzun suda erimesi fiziksel değişmedir.
Cevap B dir.
11. Temel büyüklükler; uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık, akım şiddeti, ışık şiddeti ve madde miktarıdır.
Buna göre ısı temel büyüklük değildir. Diğerleri
temel büyüklüktür.
Cevap E dir.
2
FİZİĞİN DOĞASI
12. Katı molekülleri olduğu yerde titreşim hareketi
yapar ancak öteleme hareketi yapmaz. Maddenin
sıvı, gaz ve plazma hâlindeki molekülleri öteleme
hareketi yapar. Katı ve gazlar her zaman mıknatıstan etkilenmezler. Ancak plazma her zaman
etkilenir. Katı ve sıvılar sıkıştırılamaz ancak gaz
ve plazmalar sıkıştırılabilir.
Cevap D dir.
16. Fiziksel değişimler; şekil değişikliği, boyut değişikliği, konum değişikliği ve hâl değişikliği olmak üzere
dört ayrı biçimde karşımıza çıkar.
Fiziksel değişimlerde; maddenin iç yapısı ve toplam kütle değişmez. Fiziksel değişimlerin çoğu tersine döndürülebilir, yani eski hâline getirilebilir.
Kimyasal değişmede cisimler yanabilir, paslanabilir, çürüyebilir, bozunabilir, bileşik yapabilir. Ayrıca;
fotosentez ve solunum gibi olaylar da kimyasal
değişmedir. Kimyasal değişim geçiren bir madde
tekrar eski hâline genellikle gelemez.
Nükleer füzyon, hafif çekirdeklerin kaynaşmasından enerji açığa çıkması olayıdır. Yani çekirdek
kaynaşmasıdır. Füzyon sonrasında kütle azalmaktadır.
Verilenlere göre L maddesi fisyon olayı geçirmiştir.
13. Verilen üç bilgi de doğrudur.
Cevap A dır.
14. Kontrollü deneyler yapan bilim insanı, deneylerinden elde ettiği sonuçlarla tahminlerinin çakışmadığını görüyorsa, hipotezini değiştirmelidir.
Cevap B dir.
15. Akım şiddetinin birimi amper olmalıdır. Volt ise
potansiyel farkının birimidir.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
2
Dayanıklılık, Yüzey Gerilimi ve Kılcallık
Test 1’in Çözümleri
5.
1.
L
• Vücut sıcaklığı daha zor düşer. O hâlde I. yargı
yanlıştır.
• Besine olan gereksinimleri vücutları oranında
büyük değildir. II. yargı yanlıştır.
• Yüksekten düştüklerinde çok zarar görürler. Bu
nedenle III. yargı doğrudur.
a
2a
a
2a
a
Yüzey alanı
oranı küçük olan canlılara en iyi
hacim
örnek fil gibi hayvanlardır. Bu tür canlılarda;
K
2a
3
Cevap C dir.
K küpünün boyutları orantılı olarak 2 katına çıkarılmış ve L küpü elde edilmiş gibi düşünülebilir. Buna
göre L nin hacmi K nınkinin 8 katıdır. L nin kesit
alanı K nınkinin 4 katıdır. Bir cismin dayanıklılığı
için, kesit alanı oranına bakılır. Bu orana bakıldıhacim
1
ğında L nin dayanıklılığı K nınkinin
sidir.
2
İçinde boşluk olmamak koşuluyla bir cisim orantılı
olarak büyütüldüğünde özkütlesi değişmez.
6. Düzgün geometrik biçimli cisimlerin yüzey alanları
hacimlerine oranlandığında, en küçük oranın kürede olduğu görülür. Bu da, küreyi diğer geometrik
cisimlerden daha dayanıklı yapar.
Cevap C dir.
2. Aynı cins maddeden yapılmış silindirlerin dayanıklılıkları yükseklikleri ile ters orantılıdır. Bu nedenle
dayanıklılıkları arasındaki büyüklük ilişkisi,
DX = DY > DZ biçimdedir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
7. r yarıçaplı bir ip veya tel en fazla P yükünü taşıyorsa, bu ipten iki tanesi paralel bağlandığında en
fazla 2P, üç tanesi paralel bağlandığında en fazla
3P yükünü taşır.
Cevap B dir.
Cevap A dır.
3. Nesnelerin ebatları orantılı bir şekilde arttırıldığında
dayanıklılıkları da o oranda azalır.
8.
Cevap A dır.
2
4. X = 6 r = 6
r
r3
Y=
Z=
Z=
S2= 6r2
4rr2
3
= r
4 3
rr
3
2 r rh + 2 r r 2
rr2 h
2rr2 + 2rr2
rr3
4
= r
Tellerin dayanıklılığı telin kesit alanıyla orantılıdır.
Buradan;
F1
F2
=
S1
S2
3F
rr2
3F
Buna göre, X > Z > Y dir.
3·r
Cevap E dir.
2
=
=
F2
2r · 3r
F2
6r2
& F2 = 6 F bulunur .
Cevap C dir.
4
DAYANIKLILIK, YÜZEY GERİLİMİ VE KILCALLIK
9.
12.
M
X
Z
Y
L
K
sıvı
Şekil incelendiğinde K sıvısı katı yüzeyi ıslatmış, L
sıvısı yüzeyi az ıslatmış, M sıvısı yüzeyi ıslatmamıştır. Bu durumda M nin yüzey gerilimi en büyük
olup X’e karşılık gelmektedir. K nın yüzey gerilimi
en küçük olup Z ye karşılık gelmektedir.
Cevap A dır.
Verilen kaptaki sıvı cıva gibi içine kapanan, bir
başka ifadeyle, kohezyon kuvveti adezyon kuvvetinden daha büyük bir sıvıdır. Sıvı ile katı arasındaki
adezyon kuvveti azaldıkça sıvı daha alçalır. Z levhasının battığı yerde sıvı en çok alçaldığına göre X
ile sıvı arasındaki adezyon kuvveti daha büyüktür.
10. Kılcallık olayında sıK
L
M
vının ince borularda
yükselmesi borunun çapı
ile ters orantılıdır.
Boru inceldikçe sıvı
yüksekliği artar. M
su
borusundaki suyun
yüksekliği diğerlerinden fazla olduğuna göre rM en
küçüktür. Bir başka ifadeyle rK > rL > rM dir.
Cevap E dir.
11.
cam
cam
cam
S
R
P
m
3m
2m
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap D dir.
13. Sıvıların yüzey
sıcaklık
Yüzey
Sıvı
gerilimleri sıvının
(°C) gerilimi (N/m)
cinsine
göre
Cıva
20
0,44
farklılık gösterir.
Su
20
0,073
Yandaki tabloda
Gliserin 20
0,063
aynı sıcaklıktaki
cıva, su ve gliserinin yüzey gerilimlerinin farklı olduğu görülmektedir. O hâlde sıvının yüzey gerilimi,
sıvının cinsine bağlıdır.
Bir sıvının farklı sıcaklıklardaki yüzey gerilimleri farklıdır. Sıvıların yüzey gerilimleri sıcaklıkla ters orantılıdır.
Bu nedenle sıcaklık arttıkça
sıvıların yüzey gerilimleri
azalır. Bu durum yandaki
tabloda görülmektedir.
Su
sıcaklık
(°C)
0
25
50
200
Yüzey
gerilimi
(N/m)
0,076
0,072
0,068
0,059
Bir sıvının kütlesindeki artış veya azalış yüzey gerilimini etkilemez.
Cevap D dir.
mg
2mg
3mg
Her sıvı damlası şekilde görüldüğü gibi, aşağı
yönde ağırlığının etkisindedir. Ayrıca sıvı molekülleri ile cam molekülleri arasında bir adezyon kuvveti vardır. Sıvıyı cama yapıştıran kuvvet, adezyon kuvvetidir. Denge olduğuna göre, S sıvısı ile
cam arasındaki adezyon kuvveti 3mg ye eşittir. Bir
başka ifadeyle, S sıvısı ile cam arasındaki adezyon
kuvveti ötekilerden daha büyük olup FS > FR > FP
dir.
Cevap C dir.
14. Suya katılan tuz, su ile oluşturduğu çözeltide
su tanecikleri arasındaki bağları kuvvetlendirir.
Böylece su tanecikleri arasındaki kohezyon artmış
olur. Bunun sonucunda suyun yüzey gerilimi artar.
Suya deterjan ya da sabun ilave edildiğinde ise
su molekülleri arasındaki bağlar zayıflar ve suyun
yüzey gerilimi azalır.
Cevap D dir.
DAYANIKLILIK, YÜZEY GERİLİMİ VE KILCALLIK
15. Kılcallık olayında suyun tüpte yükselme miktarı;
cam ve su tanecikleri arasındaki adezyon kuvveti,
yükselen suyun ağırlığı tarafından dengeleninceye
kadar devam eder. Dikkat edilirse, bir taraftan cam
ve su tanecikleri arasındaki adezyon kuvveti, öte
yandan suyun ağırlığı söz konusudur. Ağırlık özkütleye bağlıdır, ancak her üç tüpte de su olduğundan
sorumuzun cevabı olmayacaktır.
Tüpün iç çapı arttıkça, çekilen suyun ağırlığının
artması nedeniyle su yükselmesi daha az olur. Bu
nedenle kılcallık etkisi ile delik genişliği birbiriyle
ters orantılıdır. Bir başka ifadeyle, suyun yükselme
miktarı boruların kalınlığına bağlıdır.
Kılcallık olayının gerçekleşmesi için açık hava
basıncının olması gerekmez. Yer çekimi ve açık
hava basıncının olmadığı bir yerde de adezyon
kuvveti vardır. Bu nedenle sorumuzda tek etken
boruların kalınlığıdır.
5
16. Her sıvının bir yüzey gerilimi vardır. Bu sıvının sıcaklığı artırıldığında yüzey gerilimi sıcaklıkla
doğru orantılı bir şekilde azalır.
Cevap A dır.
17. Kap içindeki sıvıların kaba temas eden kenar
kısımlarının eğikleşmesi sıvının türüne göre değişiklik gösterir. Adezyon kuvveti, kohezyon kuvvetinden büyük olduğu için, sıvı yüzeyinde hafif bir
çukurlaşma meydana gelir. O hâlde X kabındaki
sıvı su olabilir.
Kohezeyon kuvveti, adezyon kuvvetinden büyük
olduğu için cıvanın yüzeyi hafifçe tümsek olur. O
hâlde Y kabındaki sıvı cıva olabilir.
X ve Y kaplarına ince borular daldırıldığında B
seçeneğindeki durum oluşur.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
3
Kütle - Hacim - Özkütle
5. Özkütlesi en büyük olan Z sıvısı en alta, özkütlesi
en küçük olan X sıvısı üstte olacak. Ayrıca Z nin
yüksekliği Y den, Y ninki de X ten büyük olmalıdır.
Test 1’in Çözümleri
1. K ve M kaplarından eşit hacimde sıvı alınarak N
kabında karışım yapılırsa, karışımın özkütlesi;
dkarışım =
d + 5d
= 3d
2
Cevap C dir.
bulunur.
Cevap A dır.
6. Verilen kaplardan L ve N kaplarının alt ve üst parçaları birbirine eşit değildir. K ve M kaplarının alt
ve üst bölmeleri ise birbirine eşittir. Bu kapların üst
yarı kısımlarına 2d özkütleli sıvı konulursa karışı3
mın özkütlesi d olur.
2
Cevap C dir.
2. ö zk ü tle = k ü tle
hacim
60
3
dX =
= g / cm 3
40
2
10
dY =
= 2 g / cm 3
5
20
dZ =
= 1 g / cm 3
20
7. Şekil I deki denge durumunda;
X + Z = Y + P
Buna göre, özkütlesi en büyük olan Y sıvısı en altta iner. Özkütlesi en küçük olan Z sıvısı da üstte
olur.
Z = Y + P – X
Şekil II deki denge durumunda;
X + P = Z + Y + 10 g
Cevap C dir.
3. Şekil I ve Şekil II deki teraziler dengede olduğuna
göre;
2K = L + 4 ..................................(1)
...........................(2)
(1) ile bulduğumuz değeri (2) yerine yazalım.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
...................................(1)
X + P = (Y + P – X) + Y + 10 g
X + P = Y + P – X + Y + 10
2X = 2Y + 10 ⇒
X = Y + 5
O hâlde X cismi Y cisminden 5 g fazladır.
Cevap A dır.
3K = L + 9 ..................................(2)
yazabiliriz. (1) numaralı denklemde L yi yalnız
bırakıp (2) numaralı denklemde yerine yazarsak;
3K = 2K – 4 + 9
K = L + 4 g
K = 5 g
Şekil II için;
bulunur. K = 5 g değerini (1) veya (2) numaralı
denklemlerden birinde yerine yazarsak L = 6 g ;
mK
5
m =
bulunur.
6
L
K + 2 g = M
Cevap C dir.
8. Şekil I için;
yazılabilir. Buna göre K > L ve M > K dır. Bunu
da M > K > L şeklinde yazabiliriz.
Cevap C dir.
9. Kabın kütlesi m ise;
X sıvısının kütlesi mX = 6m
4. Teraziler dengede olduğundan;
Y sıvısının kütlesi mY = 7m
X + Y = P + 8 g
olur. Kabin hacmini V alırsak;
6m
dX
6
V
=
=
bulunur .
7
7m
dY
V
X+Z=P+5g
Y>Z
Y + Z = P + 2 g X > Y dir. Buna göre X > Y > Z dir.
Cevap B dir.
Cevap D dir.
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
7
10. Kum ve suyun toplam hacmi 50 + 20 = 70 cm3
olması gerekirken 60 cm3 olması, kum tanecikleri
arasındaki boşluğun 10 cm3 olduğunu gösterir. O
hâlde saf kumun hacmi 40 cm3 tür.
14. Taşan sıvının kütlesi cismin kütlesinden küçük
olduğuna göre, cisim sıvıda batar. Taşan sıvının
hacmi K cisminin hacmine eşit olduğundan kütleler
oranı, özkütleler oranına eşittir.
mkum = dkum . Vkum
m1
d1
30
3
m =
olur.
=
=
d2
20
2
2
mkum = 3,5 . 40 = 140 g
Cevap D dir.
Cevap C dir.
15. K cisminin hacmi yerini değiştirdiği sıvının hacmi
kadar olup V = 20 + 20 = 40 cm3 tür. Buna göre
K cisminin özkütlesi;
11. İçinde 10 cm3 su bulunan dereceli kaba, 5 özdeş
bilye atıldığında suyun toplam hacmi 20 cm3 çizgisine çıkıyor. Buradan, 5 bilyenin hacminin 10
cm3, 1 bilyenin hacminin 2 cm3 olduğu bulunur.
Toplam kütle 20 g olduğuna göre, 1 bilyenin kütle4
si 4 gramdır. Bilyelerin özkütlesi ise
= 2 g / cm 3
2
olur.
120
= 3 gr / cm 3 t ü r .
40
dK =
Cevap B dir.
16. Şekil I deki denge durumu için;
Cevap B dir.
3K = K + 6 g ⇒ K = 3 g
bulunur. Şekil II deki denge durumu için;
12. Grafik incelendiğinde X ve Y sıvıları için;
K = L + 2 g
VX = V
3 = L + 2 g ⇒ L = 1 g
Nihat Bilgin Yayıncılık©
VY = 3V
mX = 3m
mY = m
olduğu görülür. Özkütle için;
mX
3m
dX =
=
VX
V
mY
m
=
dY =
VY
3V
dir. O hâlde karışımdaki X ve Y sıvılarının hacimleri, kütleleri ve özkütleleri farklıdır.
Cevap E dir.
13. Şekil I deki denge durumundan;
Y+2g
2 X = Y + 2 g & X =
2
Şekil II deki denge durumundan;
2 Y = X + 5 g
Y+2g
)+5g
2
Y
2Y =
+6g & Y = 4g
2
2Y = (
bulunur. Bunu denklemlerden birinde yerine koyduğumuzda X = 3 g bulunur. Y = X + 1 g eşitliğinden Yalnız I in doğru olduğu anlaşılır.
Cevap A dır.
bulunur. Şekil III teki denge durumu için;
4L = K + X
4.1 = 3 + X ⇒ X = 1 g
bulunur.
Cevap A dır.
8
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
Test 2’nin Çözümleri
4. I. kaba giren kütle m, çıkan (
m
m
)d =
olup,
2d
2
m
kütle artışı m 1 =
olur. II. kaba giren kütle m,
2
m
2
çıkan kütle (
) · 2 d = m olur. Bu kaptaki kütle
3d
3
m
artışı m 2 =
olur. III. kaba giren kütle m, çıkan
3
3
m
kütle (
) · 3 d = m olur. Bu kaptaki kütle artışı
4d
4
m
m3 =
olur.
4
Kaplardaki kütle artışlarının büyüklük ilişkisi,
1. Kapta bulunan 2d özkütleli sıvının üstüne önce
4d özkütleli sıvı akıyor. Bu iki sıvıdan oluşan eşit
hacimli karışımın özkütlesi 3d olur.
K musluğu kapatılıp L musluğu açılıyor. L musluğundan akan sıvının özkütlesi 3d olduğundan yeni
karışımın özkütlesi 3d de sabit kalır.
Cevap A dır.
m1 > m2 > m3 olur.
Cevap B dir.
3. 3d özkütleli V hacimli X cismi I. kaba bırakıldığında
kabın dibine batar ve bu cismin hacmine eşit miktarda d özkütleli sıvı II. kaba akar. II. kaptan dışad
rıya yine V hacminde
özkütleli sıvı akar.
2
I. kaba giren kütle 3dV , çıkan kütle dV dir. O
hâlde;
m1 = 3dV – dV = 2dV
5. X cisminin hacmi;
mX
200
=
= 100 cm 3
VX =
dX
2
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2. Önce özkütlesi d ve 2d olan K ve L sıvıları eşit
hacim alınarak karıştırılmış. Bu iki sıvının karıştıd + 2d
3
= d
rılması ile oluşan sıvının özkütlesi
2
2
3
olur. Bundan sonra özkütlesi
d olan karışımla
2
özkütlesi 3d olan M sıvısı eşit hacimle karıştırılıyor. Buradan;
3
d + 3d
9
2
dkarışım =
= d bulunur.
2
4
Cevap C dir.
tür. Sol kefeye 200 g lik X cismi bırakılıyor. Buna
karşılık sağ kefeye 100 cm3 = 100 g su akıyor. Sol
kefeye giren net kütle 100 g, sağ kefeye giren net
kütle 100 g olup denge bozulmaz.
Cevap D dir.
6. Suyun ilk hacmi 4V olsun. Suyun özkütlesi 1 g/
cm3 olduğundan, ilk kütle 4V.1 kadardır. m kütleli
cisim suya bırakılınca V hacminde dışarı su taşar.
Buradan;
ilk kütle = 4V
son kütle = 3V + m
dV
dir. II. kaba giren kütle dV, çıkan kütle
dir. O
2
hâlde;
3V + m = 2 . (4V)
m = 5V
dV
dV
m 2 = dV –
olur.
=
2
2
Kütleler oranı;
m1
2 dV
= 4 bulunur.
m =
dV
2
2
Cismin özkütlesi;
m cisim
d cisim =
Vcisim
5V
d cisim =
= 5 g / cm 3 bulunur .
V
Cevap E dir.
Cevap C dir.
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
7.(1,6 – 0,8) . Voyuk = m
Voyuk =
9
60
12. d X =
= 5 g / cm 3
12
30
d Y =
= 1 g / cm 3
30
5
m bulunur.
4
Cevap B dir.
dkarışım =
8. Terazinin sağ ve sol kefelerinin özdeş K cisimleri bırakılınca her iki kaptan da cismin hacmi kadar
dışarı sıvı taşar. I. yargı doğrudur.
4=
d X · VX + d Y · VY
VX + VY
5 · VX + VY
VX + VY
4 VX + 4 VY = 5 VX + VY
VX
= 3 bulunur .
VY
K cisminin hacmi V olsun. Bu durumda sol kefeden
çıkan kütle V . 2d, sağ kefeden çıkan kütle V . d
kadardır. Bu nedenle sağ sefe aşağı iner. II. ve III.
önermeler yanlıştır.
Cevap D dir.
Cevap A dır.
Cevap E dir.
10. Bütün hacim V olursa % 60 demek 0,6V demektir.
% 40 demek de 0,4V demektir.
dalaşım =
dalaşım =
d 1 V1 + d 2 V2
V1 + V2
13. Şekil II deki 0 - t zaman aralığında karışımın özkütlesi 2d olup sabittir. O hâlde bu zaman aralığında
eşit hacimde sıvı akıtan K ve L muslukları birlikte
açılmıştır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
9. Sol kefedeki su kabına atılan cismin hacmi,
75
= 50 cm 3 olduğundan 50 cm3 su dışaV=
1, 5
rı akar. Bir başka ifadeyle, sol kefeye 75 g lık bir
cisim bırakılmış buna karşılık 50 g lık bir çıkış
olmuştur. Terazinin yeniden dengeye gelmesi için
sağ kefeye 25 g lık bir kütle konulmalıdır.
Cevap A dır.
14. Kütlesi 100 g, hacmi 70 cm3 olan katı cisim taşırma kabına bırakılınca hacmi kadar suyu II. kefeye
taşırır. Böylece I. kefedeki net artış 100 – 70 = 30
g, II. kefedeki net artış 70 g olur. Dengenin yeniden sağlanması için I. kefeye 40 g ilave edilmelidir.
Cevap E dir.
9 · 0 , 6 V + 7 · 0, 4 V
= 8, 2 g/cm3
0, 6 V + 0, 4 V
Cevap B dir.
m = 3, 6 · 10 = 6 g
15. Sol kefedeki kapta 20 . 2 = 40 g sıvı olduğundan,
dengenin sağlanması için sağ kefedeki boş kaba
40 g lık sıvı konulmalıdır.
bulunur. Bu cisim, özkütlesi 0,8 g/cm3 olan alkol
4
dolu kaba atılınca kaptan 4 g, yani
= 5 cm 3
0, 8
alkol taşırıyor. Bu cismin özkütlesi;
6
m
d cisim =
=
= 1, 2 g / cm 3 bulunur.
5
V
Cevap C dir.
Boş kaba konulan sıvılar eşit hacimli olduğundan
karışımın özkütlesi 2,5 g/cm3 olur. Bu nedenle sağ
kefedeki karışımın hacmi;
40
Vkarışım =
= 16 cm 3 olur.
2, 5
Cevap B dir.
11. Katı cismin gerçek kütlesi;
10
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
16. Kapta 2d özkütleli sıvı varken;
19.
mkap + 2dV = 700 .................................... (1)
c
Kapta d özkütleli sıvı varken;
mkap + dV = 400 ...................................... (2)
b
(2) numaralı bağıntıyı (–) ile çarpıp (1) numaralı
bağıntı ile toplayalım.
a
mkap + 2dV = 700
Karışımın özkütlesi hacmi büyük olan sıvıya daha
yakındır. Grafikte a uzunluğu b ve c den küçük
olduğundan;
–mkap – dV = –400
+
dV = 300
VZ > VX
bulunur. Bulduğumuz bu değeri (1) veya (2) bağıntısında yerine yazarsak;
yazabiliriz. X ve Y nin hacimleri arasında kesin bir
ilişki yazamayız.
mkap + dV = 400
mkap + 300 = 400 ⇒
Cevap D dir.
mkap = 100 g bulunur.
17. Kütle-hacim grafiğinde eğim (tanα) cismin özkütlesini verir. Buradan A sıvısının özkütlesi,
4
d A =
= 4 g / cm 3
1
bulunur. A-B karışımının özkütlesi de;
4
dA - B =
g / cm 3
3
bulunur. Karışımdaki A ve B sıvılarının kütleleri
eşit olduğuna göre;
2dA .dB
dA + dB
2.4.dB
4
=
3
4 + dB
4
dB =
g / cm 3 bulunur .
5
Cevap D dir.
18. Kap + Su = 40 g .............................................. (1)
Kap + Su + mcisim – Taşan su = 48 g ............... (2)
yazabiliriz. (1) bağıntısını (2) de yerine yazarak;
40 + d . V – V = 48
5V – V = 8
V = 2 cm3
bulunur. Cismin kütlesi ise;
mcisim = d . V = 5 . 2
mcisim = 10 g bulunur.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
dA - B =
VZ > VY
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
11
6. Grafikten;
Test 3’ün Çözümleri
1. Sorudaki verilenlere göre kabın boş kütlesi m,
hacmi 4V dir. Kap sıvı dolu iken toplam kütle
3m olduğuna göre, yalnız sıvının kütlesi 2m dir.
Sıvının özkütlesi ise;
2m
m
d =
dir.
=
4V
2V
Cevap B dir.
dK =
3m
= 3d
V
dL =
m 1
= d
3V 3
d
=
m
=d
V
bulunur. Karışımın böyle çıkabilmesi için L sıvısının hacmi K nınkinden büyük olmalıdır. Bu tanıma
II numaralı kap uymaktadır.
Cevap B dir.
2. X ve Y kaplarındaki toplam kütle;
4V . 4d + 10V . 2d = 36dV
dir. Üç kap olduğuna göre son durumda her kapta
12 dV lik kütle olmalıdır.
7. Kaba ilave edilecek suyun özkütlesi, daha önce
kapta bulunan sıvının özkütlesinden büyük olduğundan su kabın altına inecek ve II. kaba özkütlesi
0,8 g/cm3 olan sıvı akacak. Su ile sıvı arasındaki
özkütle farkı;
16 dV – 4 d . VX = 12 dV
20 dV – 2 d . V = 12 dV
Y
VX
1
=
bulunur .
VY
4
1 – 0,8 = 0,2 g/cm3
Cevap C dir.
3. Eşit kollu teraziler Şekil I ve Şekil II de dengededir.
Buna göre;
+
X=Y+Z
Y+B=X+A
B=Z+A
Buna göre II. yargı doğrudur.
Cevap B dir.
4. R sıvısının özkütlesi her iki sıvının da özkütlesinden büyüktür. Bu nedenle kesinlikle en altta olmalıdır.
S ve P sıvılarının özkütlelerini karşılaştıramadığımız için I veya II durumları olabilir ancak kesinlikle
III. durum gerçekleşemez
Cevap C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
tür. Buradan;
m fark
5
=
= 25 cm 3
V =
0, 2
d fark
bulunur.
Cevap E dir.
8. Soruda verilen özkütle-kütle grafiğinden P sıvısının özkütlesinin R ninkinden büyük olduğu görülmektedir. Karışımın özkütlesi P ile R arasında
olur.
Cevap E dir.
9. Grafikten X sıvısının ve karışımın özkütlesi,
6
d X =
= 1, 2 g / cm 3
5
dkarışım = 0,8 g/cm3
5.Bir maddenin kütlesi artınca aynı oranda hacmi
de artar. Kabın biçimi ne olursa olsun kütle-hacim
grafiği Şekil I deki gibi olur. Normal koşullarda
özkütle-kütle, özkütle-hacim grafikleri Şekil II ve III
teki gibi olur. Yani özkütle sabittir.
Cevap E dir.
olarak bulunur. X ve Y sıvıları eşit hacimlerde
karıştırıldığına göre;
dkarışım =
0, 8 =
dX + dY
2
1, 2 + d Y
2
&
d Y = 0, 4 g / cm 3 bulunur .
Cevap A dır.
12
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
10. Suyun kütlesi hacmine eşittir. Kabın hacmi 160
cm3 ise 160 g su konulabilir. Bu durumda kabın
kütlesi 40 gramdır.
14. Kabın tüm hacmini 4V kabul edelim. Kabın
3
= 3 V lik kısmı d özkütleli sıvı ile dolduruluyor.
4
Geriye kalan V kadarlık kısmı ise;
Kaba sıvı konulduğunda kütlesi 280 g geliyorsa
sıvının kütlesi;
dkarışım =
msıvı = 280 – 40 = 240 g
2d + 4d
= 3d
2
lik sıvı ile dolduruluyor. Sıvılar karışabilir olduğuna
göre;
3 Vd + V 3 d
dson karışım =
4V
sıvının özkütlesi ise;
msıvı
240
dsıvı =
=
= 1, 5 g/cm3 bulunur.
V
160
Cevap B dir.
dson karışım = 1,5d bulunur.
Cevap B dir.
11.dX = 1, dY = 2, dZ = 3 ve dW = 4 olarak verilmiştir.
Şişenin toplam hacmine V dersek;
d · V + d · 2 V = 500
X 3
Y 3
V
4V
+
= 500 & V = 300 cm 3
3
3
bulunur. İkinci durumda şişenin içine 4 çeşit sıvıdan
eşit miktarda koyacağımız için, her sıvıdan 75 cm3
almamız gerekir. Buradan;
mtop = dX . VX + dY . VY + dZ . VZ + dW . VW
mtop = 1.75 + 2.75 + 3.75 + 4.75
mtop = 750 g bulunur.
Yanıt A dır.
8 =
Nihat Bilgin Yayıncılık©
15. K ve L sıvıları eşit hacimde karıştırılıdığında;
dK + dL
2
.................... (1)
yazabiliriz. K sıvısının hacmi L nin 7 katı olacak
biçimde karıştırıldığında;
5=
5=
7 Vd K + Vd L
8V
7dK + dL
8
.................. ( 2 )
yazabiliriz. (1) ve (2) ile gösterilen bağıntılar çözüldüğünde dK = 4 g/cm3, dL = 12 g/cm3 bulunur.
Cevap A dır.
12.Hacmi V olan kaptan dökülen suyun hacmine x
diyelim. Suyun özkütlesi 1 g/cm3 olduğundan;
V·1 – x · 1 + x · 2 = 4x ⇒
1
x = V bulunur.
3
Yanıt E dir.
13. m1 = d·V
2
1
m 2 = V · d + V · 4 d = 2 dV
3
3
m2
m = 2 bulunur.
1
16. Suyun özkütlesi 1 g/cm3 olduğu için kütlesi ile
hacmi sayı olarak aynıdır. Kabın tüm hacmini 4V
olarak kabul edelim. Bu kabın V kadarlık kısmı
su ile, geriye kalan 3V kadarlık kısmı da özkütlesi bilinmeyen sıvı ile doldurulduğunda karışımın
özkütlesi 2,5 g/cm3 oluyor. Buna göre;
2, 5 =
V·d su + 3V·d sv
4V
dsıvı = 3 g/cm3 bulunur.
Cevap A dır.
Cevap B dir.
KÜTLE - HACİM - ÖZKÜTLE
17. Başlangıçta Y kabındaki boş kısmın hacmi 2V,
Z kabındaki V dir. Bu kaplara, doluncaya kadar
özkütlesi d olan sıvıdan konulduğunda oluşan
karışımın özkütlesi;
2 V · 2 d + 2 Vd
3
= d
dY =
4V
2
3 V · 3 d + Vd
5
= d bulunur .
dZ =
4V
2
dZ
5
olur.
=
dY
3
Cevap C dir.
Buna göre; d1 > d3 > d2 dir.
Cevap B dir.
19. Kütle hacim grafiklerinde eğim özkütleyi verir.
0, 8
4
=
0, 6
3
0, 6
3
d L = tan 37 ° =
=
0, 8
4
d K = tan 53 ° =
K ve L sıvıları eşit hacimde karıştırıldığında karışımın özkütlesi;
d 1 =
dK + dL
2
3
4
+
3
4
25
d 1 =
=
bulunur .
2
24
K ve L sıvıları eşit kütlede karıştırıldığında karışımın özkütlesi;
2· d K · d L
d 2 =
dK + dL
4 3
·
3 4
24
d 2 =
bulunur.
=
3
25
4
+
3
4
2·
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
18. Son durumda her üç kaptaki sıvı kütleleri eşit oluyor. III. kaptan V hacminde sıvı alınınca içinde 2V
hacminde d3 özkütleli sıvı kalır.
1
1
Vd 1 + Vd 3 = 2 Vd 2 + Vd 3 = 2 Vd 3
2
2
d 1 = 2 d 2
3
d1 = d3
2
13
4
Isı - Sıcaklık ve Genleşme
5. Bir maddenin ısı enerjisi, Q = mc·∆T bağıntısı
ile verilir. Bağıntıya dikkat edildiğinde bir maddenin sahip olduğu ısı enerjisi hem kütle, hem öz ısı,
hem de maddenin sıcaklık değişimi ile doğru orantılıdır.
Test 1’in Çözümleri
1. Tüylerinin arasındaki hava yalıtkanlık görevi görerek kuşların üşümesini engeller. Benzer biçimde
pencerelerin çift cam yapılması ve tuğlaların delikli yapılmasında da aynı ilke kullanılmaktadır. Bu iki
sistemde de hava yalıtkanlık görevi yapar.
Cevap E dir.
Cevap E dir.
6. Sıcaklığı değişen maddelerin genleşip büzüştüğünü biliyoruz. Bu duruma I ve II ile verilen bilgiler uygundur. Ancak III ile verilen bilgi buna uygun
değildir.
2. Bir cisme verilen veya alınan ısı enerjisi
Q= m.c.∆T bağıntısı ile bulunur.
Cevap C dir.
Q = m.cK.(12–10)
Q = m.cL.(15–10)
Q = m.cM.(18–10)
2.cK = 5.cL = 8.cM olduğundan, cK > cL > cM bulunur. Özgül ısısı büyük olan cisimler hem geç soğur
hem de geç ısınır. Buradan tK > tL > tM ilişkisi
bulunur.
Cevap C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Bütün cisimlere verilen ısı enerjisi eşit olduğundan
Q sabittir.
7. Su normal koşullarda 0°C de donar. Buz da normal koşullarda 0°C de erir. Ancak dış basınç ve
katkı maddeleri bu sıcaklıkları değiştirebilir. Bu
nedenle I. yargı her zaman doğru değildir. Diğer iki
yargı söz konusu deneyden elde edilebilir.
Cevap E dir.
8. Alkolün buharlaşma sıcaklığı, suyun buharlaşma sıcaklığından düşük olduğundan II. Şekildeki
düzenekte alkol önce buharlaşır. Bu düzenekte
alkol ile suyun tümü kaynama yoluyla buharlaştırılamaz.
3. QI = m . 0,5 . (10) = 5m
QII = m . Lbuz = 80m
QIII = m . 1 (100) = 100m
I ve III. düzeneklerde her iki kaptaki sıvıların tümü
kaynama yoluyla buharlaştırılabilir.
QIV = m . Lbuhar = 540m
QV = m . 0,5 . (10) = 5m
Buna göre IV. aralıkta en fazla ısı enerjisi harcanmıştır.
Cevap C dir.
Cevap D dir.
9. Yanmanın sona ermesi için yanan madde ile havanın temasının kesilmesi gerekir. I. yargı doğrudur.
4. İçinde suyun kaynadığı kabın ağzı açık olduğu için
buharlaşma olur. Buharlaşma sonucu sıvının kütlesi azalır. Kaynama süresince sıcaklık sabit kalır.
Ancak sistemin kütlesi azaldığı için verebileceği ısı
enerjisi azalır.
Cevap B dir.
Madde sıcaklığı yanma sıcaklığının altına düşürüldüğünde yanma durur.
Suyun hidrojen ve oksijenden oluştuğu bilgisi doğru bir bilgidir. Ancak bu olayla bir ilgisi yoktur.
Cevap D dir.
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
10. Bir cisme verilen ısı miktarı Q = mc.∆T bağıntısı ile
hesaplanır. Cisimler eşit kütleli olduğundan bağıntıdaki m sabit olur. Buradan;
15
15. Su öz ısısı en büyük maddelerdendir. Bu nedenle
hem geç ısınır hem de geç soğur.
Cevap A dır.
Q
Q
m.cX =
=
T
( 2T–T )
m.cY =
Q
2Q
=
T
( 2T–0 )
m.cZ =
2Q
2Q
=
3T
( 3T–0 )
16. Metal kapakla cam kavanozun farklı miktarda genleşmeleri sonucu ikisi birbirinden ayrılmıştır.
m.cP =
2Q
2Q
=
T
( 2T–T )
Benzer biçimde termometrenin cam kısmı ve sıvı
kısmı farklı miktarda genleşmektedir. Eğer aynı
miktar genleşseydi sıvı boruda yükselmezdi.
olduğundan X ile Y sıvıları aynı cins olabilir.
I. ve II. bilgilerde doğru bilgiler olmalarına rağmen
olayla ilgili değildir.
Cevap A dır.
Cevap B dir.
Z maddesinin 30°C de donduğu verilmiş. 10°C de
Z katı hâldedir.
Cevap B dir.
12.Kabın şekli düzgün değildir ancak her iki durumda da kaba konulan su hacimleri eşittir. Bu nedenle suyun son sıcaklığı;
3T + T
= 2 T bulunur.
2
Cevap C dir.
13. S
ıvıların sıcaklıklarının farklı olmasının nedeni buz
parçalarının ilk sıcaklıklarının farklı olmasından
kaynaklanır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11. Verilen tabloda X maddesinin 0°C de kaynadığı verilmiş. O hâlde 10°C de X maddesi gaz
hâlindedir.
Yine tabloda Y maddesinin –5°C de donduğu verilmiş. 10°C de Y sıvı hâldedir.
17. Hâl değiştiren sıvının sıcaklığı değişmediğinden ortalama kinetik enerjisi de değişmez. Ancak
potansiyel enerji değişir.
Cevap E dir.
18. Cisimler bir araya getirildiğinde K cisminin sıcaklığı azalır. Bu nedenle I. yargı kesinlikle doğrudur.
K cisminin soğuması sonucu ortaya çıkan enerjiyi L cismi alır. L cisminin sıcaklığı artabileciği gibi
aldığı bu enerjiyle hâl de değiştirebilir. Bu nedenle
II. yargı kesinlikle doğru olamaz.
K ve L cismi bir süre birlikte kaldıkları için ısıl dengeye ulaşmamış olabilirler. Bu nedenle III. yargı
da kesinlikle doğru olmayabilir.
Cevap A dır.
Cevap A dır.
14. Bu deneyde su ve alkolün birbirinden ayrılmasının
nedeni kaynama sıcaklıklarının farklı olmasındandır.
19. Bakır çubuğun ısı iletkenliği tahtanınkinden büyük
olduğundan alevden gelen enerjiyi dağıtır. Böylece
bakıra sarılı ıslak bez tutuşma sıcaklığına daha
geç varır.
Cevap A dır.
Cevap B dir.
16
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
20. K ve L maddelerine eşit miktarda ısı enerjisi verildiğinde sıcaklık değişmesi;
23.K cismi ile sıvının genleşme katsayıları eşit olsaydı
ısıtılma sonucu sıvı basıncı değişmezdi. K daha az
genleştiğine göre, sıvı basıncı azalacaktır.
∆TK = 3T – 2T = T
∆TL = 2T – T = T
eşit oluyor.
Q = m . c . ∆T
bağıntısına göre Q ve ∆T ler aynı ise mc ler yani
ısı sığaları aynıdır.
Cevap A dır.
K cismi ile sıvının genleşme katsayıları eşit olsaydı kaldırma kuvveti, dolayısıyle ipteki gerilme kuvveti değişmezdi. Sıvı daha fazla genleştiğine göre,
sıvının özkütlesi K cisminin özkütlesinden daha
fazla azalmıştır. Bunun da anlamı, kaldırma kuvvetinin azalmasıdır. Buna bağlı olarak da ipteki gerilme kuvveti azalır.
Cevap B dir.
21. Buz eridiğinde hacmi azalır. Bunun sonucunda
gazın bulunduğu bölmenin hacmi artar ve buna
bağlı olarak Pgaz azalır.
Suyun yüksekliği azaldığından K cismi üzerindeki
basınç da azalır.
Fk = Vb . dsıvı . g
olduğundan bu kuvvet değişmez. Kaldırma kuvveti
değişmediği için T ipteki gerilme kuvveti de değişmez.
Cevap A dır.
22. Bir cisme verilen ısı enerjisi Q = m.c.∆T bağıntısı
ile hesaplanır. Buna göre;
QP = QR
(m.c)P . ∆TP = (mc)R . ∆TR
∆TP > ∆TR olduğundan
(mc)P < (mc)R olur.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
K cismine uygulanan kaldırma kuvveti;
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
Test 2’nin Çözümleri
1. Duyarlı bir termometre yapabilmek, çok düşük ve
çok yüksek sıcaklıkları ölçebilmek için geniş hazneli bir kap kullanılır. Kaba takılan boru ince ve
uzun olmalıdır. Seçilen sıvı da genleşme katsayısı
büyük olmalıdır. Bu durumda I ve II. yargılar doğru
olur.
5.
İlk boyu /0 olan bir çubuğun sıcaklığı ∆T kadar
değiştirildiğinde boyunda ∆/ kadar bir değişme
gerçekleşir.
∆/ = /0 · α · ∆T
α=
Tablodaki bilgiler kullanılarak işlem yapıldığında
αX = αY = αZ bulunur.
D,
,0 ·DT
Cevap C dir.
Cevap D dir.
2. Fahrenheit termometresi ile Kelvin termometresi
arasındaki bağıntı;
F - 32
K - 273
=
180
100
şeklinde yazılır. Buradan;
6.
323 - 273
F - 32
=
180
100
F - 32
1
=
180
2
F = 122 bulunur .
Birbirine değmekte olan iki cisim arasında ısı alış
verişi oluyorsa kesinlikle bu iki cismin sıcaklıkları
farklıdır. Bu bilgi ile cisimlerin özısıları ve genleşme katsayıları karşılaştırılmaz.
Cevap A dır.
7.
+
V
–
lamba
Cevap B dir.
50 - 0
X + 10
=
100
200
X = 90
bulunur .
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Celcius termomotresi ile X termometresi arasındaki bağıntı yazılarak;
X - (- 10 )
C-0
=
100
200
X
Cevap B dir.
C-0
X-4
=
100
80
20
x-4
=
& X = 16 + 4 = 20°
100
80
C-0
Y-5
=
100
100
Y-5
20
=
& Y = 25°
100
100
K çubuğu L çubuğundan daha fazla genleştiği için
X tekeri okla gösterilen yönde dönüyor. Y tekeri
dönmediğine göre L ve M çubukları eşit miktarda
uzamıştır. Buna göre, αK > αL = αM dir.
Cevap D dir.
9.
Isıtılan bir çubuğun uzama miktarı;
∆/ = /0 · α · ∆T
bağıntısı ile bulunur. Soruda verilen çubukların /0 ilk boyları ile α genleşme katsayıları aynıdır. Uzama miktarı sıcaklık artışı ile doğru orantılıdır. Çubukların kütleleri arasında mM>mL>mK
ilişkisi olduğundan sıcaklık artışları arasında,
∆TK > ∆TL > ∆TM bağıntısı bulunur.
Bu değerler uzama miktarı bağıntısında yerine
yazılırsa; ∆/K > ∆/L > ∆/M bulunur..
C-0
Z-5
=
100
80
Z-5
20
=
100
80
Lamba ve zilden akımın geçmesi için metal şeritlerin şekildeki biçimde bükülmesi gerekir. Buna
göre, αY > αX > αZ dir.
Cevap E dir.
8.
4.
zil
Y
Z
3.
17
& Z = 21°
Buna göre, yalnız X termometresi 20°C sıcaklıkta
20° yi gösterir.
Cevap A dır.
Cevap B dir.
18
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
10. Q = m · c · ∆T bağıntısına göre K ve L metal
çubuklarının Q ile m leri eşittir. K nın ∆T si daha
büyük verildiğine göre c si daha küçük olmalıdır.
Bu nedenle II. önerme kesinlikle doğrudur.
VY = S · / ⇒ mY = m
VZ = 2S · / ⇒ mZ = 2m
∆/ = /0 · α · ∆T
bağıntısındaki ∆/ her ikisi için eşittir. K nın ∆T si ve
/0‘ı daha büyük olduğuna göre, α sı daha küçük
olmalıdır. O hâlde III. önermede kesinlikle doğrudur.
Q = m . c. ∆T bağıntısına göre, çubukların sıcak1
1
lık artışları, m ile orantılıdır. (∆T α m ).
Buna göre;
∆TX = T, ∆TY = 2T, ∆TZ = T olur.
∆/X = 2/ · α · T = 2 birim
Verilen bilgilerle K ve L çubuklarının ısı iletkenliklerini karşılaştıramayız.
Cevap C dir.
Soruda verilen Şekil II deki kap ısıtıldığında, genleşen sıvının yükseklik değişimi özkütle değişiminden daha küçük olur. Bir başka ifadeyle, sıvı
daha geniş bir hacime yayıldığından h deki artış
d ye göre daha azdır. Bu nedenle L noktasındaki
basınç azalır.
Şeklin kesikli çizgilerle belirtilen kısmında
genleşen
sıvının
yükseklik
değişimi
özkütle
değişiminden fazla
olur. Bu nedenle M
deki basınç artar.
∆/Y = / · α · 2T = 2 birim
∆/Z = / · α · T = 1 birim
∆/X = ∆/Y > ∆/Z bulunur.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11. Soruda verilen Şekil I deki kabın biçimi düzgündür.
Kap ısıtıldığıda, sıvının genleşme miktarı kadar
özkütlesi küçülür. P = h . d . g ile verilen basınç
ifadesinde h artacak aynı oranda d azalacaktır.
İkisinin çarpımı sabit kalacağından K noktasındaki sıvı basıncı değişmez.
alınabilir.
Aynı maddeden yapılan çubukların özısıları eşittir. Çubuklara verilen ısı enerjileri eşit olduğundan,
K ve L çubuklarının boyları arasındaki farkın sabit
kalması demek, ısıtma sonucu bu iki çubuğun boylarındaki uzama miktarının eşit olması demektir.
VX = S · 2/ ⇒ mX = 2m
13. Silindirin hacmi V = π r2 h olduğundan;
V = 3 · r2 · 2r ⇒
V = 6r3
4 3
πr olduğundan;
3
bulunur. Kürenin hacmi ise V =
4
· 3 · r3 = 4r3
3
bulunur. Şimdi de silindir ve kürenin kütlelerini
bulalım. m = dV bağıntısına göre, d ler aynı olduğundan m ile V doğru orantılıdır. Yani silindirin kütlesi 6m alınırsa, kürenin kütlesi 4m olarak alınır.
Q = m.c.∆t bağıntısına göre, cisimlere eşit miktarda ısı enerjisi verilirse sıcaklık artışları kütle ile
ters orantılı olarak artar. Buradan;
M
V=
sıvı
L
Cevap E dir.
D Tsilindir
D Tk ü re
bulunur. Şimdi de hacimlerindeki genleşmeleri
bulalım;
D Vsilindir
D Vk ü re
12. Aynı maddeden yapılmış çubukların özkütleleri
eşittir. m = d · V bağıntısına göre cisimlerin kütleleri hacimleriyle orantılıdır. Silindir biçimli çubukların hacimleri V = S . / bağıntısı ile bulunur. Buna
göre;
m k ü re
4
2
= m
=
=
6
3
silindir
D Vsilindir
D Vk ü re
=
=
Vsilindir . 3 α . Δ Tsilindir
Vk ü re . 3 α . Δ Tk ü re
6r3 .3α.2
4r3 .3α.3
=1
bulunur .
Cevap C dir.
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
14. L kabındaki sıvının hacmi 2V, K dakinin V dir.
Sıvıların ilk sıcaklığı ve cinsi aynı olduğu için kaplara eşit ısı enerjisi verildiğinde Q = m · c · ∆T
bağıntısına göre K daki sıvının sıcaklığı L dekinin
iki katı olur. Bir başka ifadeyle, son sıcaklıkları eşit
olmaz.
Cinsleri aynı olmak koşuluyla sıvıların madde miktarları ne olursa olsun eşit ısı enerjisi karşısında
genleşme miktarları eşit olur.
Sıvıların genleşen miktarları boruların boş kısmında yükselir. Kapların kesit alanları eşit olduğundan
kaplardaki sıvı yükselme miktarları eşit olur. Yanıt
II ve III tür.
18. Şekil I deki kabın biçimi düzgündür. Sıvının sıcaklığı arttırılırsa hacminde genleşme olacağından
yüksekliği artar. Aynı oranda özkütlesi azalır. Bu
nedenle P1 değişmez. Şekil II deki kabın üst kısmı
ince bir borudur. Genleşme sonucu sıvı boruda
yükselir. Sıvının özkütlesindeki azalma borudaki
yükselmeden az olacağından P2 artar.
16. Hem suyun hem de buzun sıcaklığı 0°C olduğundan sıcaklık değişimi yoktur. Buz eridiğinde hacim
küçülmesi olacağından kaptaki sıvının yüksekliği
bir miktar azalır. Bunun sonucunda A noktasındaki
sıvı basıncı azalır.
İpteki T gerilme kuvvetini oluşturan neden, suyun
buza uyguladığı kaldırma kuvvetidir. Erime sırasında buzun hacmi küçüleceğinden kaldırma kuvveti,
dolayısıyla T azalır.
Cevap E dir.
17. Sıvılarda genleşme miktarı;
∆V = V0·a· ∆T
bağıntısı ile bulunur. Sıvıların türleri yani a ları ve
∆T leri eşit olarak verilmiştir. ∆V doğrudan V0 la
yani ilk hacimle doğru orantılıdır. Buna göre;
∆V1 > ∆V2 > ∆V3
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
V
, borusu2
V
nun kesiti A, 3 numaralı sıvının hacmi
, borusu4
A
nun kesiti
dir. Bu nedenle borulardaki sıvı yük2
sekliği h1 > h2 = h3 olur.
yazabiliriz. 2 numaralı sıvının hacim
Cevap B dir.
Cevap D dir.
15. 0°C deki suyun sıcaklığı arttırıldığında büzülür. Bu
durum, su sıcaklığı +4°C oluncaya kadar devam
eder. +4°C de su, minimum hacim ve maksimum
özkütleye sahiptir. Özkütlesi artan suyun K cismine uyguladığı kaldırma kuvveti artacağından ipteki
T gerilme kuvvetinin büyüklüğü azalır.
19
20
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
Test 3’ün Çözümleri
1.
I.
αX > αZ olduğuna göre, X-Z çifti soğutulursa
X metali daha çok büzülecek ve çift doğrusal
hâle gelebilecektir.
II.
αX > αY olduğundan X-Y çifti ısıtılarsa X
metali daha çok uzayacağından doğrusal
hâle gelebilirler.
4.
αL > αK olduğundan, Şekil I deki metal çifti ısıtılırsa
devre tamamlanamaz ve X lambası ışık vermez.
Şekil II de K ve L metal çubukları uç uca eklidir. Bu
çift ısıtılırsa devre tamamlanır ve Y lambası ışık
verir.
αL > αK olduğundan Şekil III teki metal çifti ısıtılırsa
devre tamamlanabilir ve Z lambası ışı verebilir.
Cevap E dir.
III. αY > αZ olup Y-Z çiftinin doğrusal hâle gelmesi için çiftin ısıtılması gerekir. Bu çift soğutularak doğrusal hâle getirilemez.
5.
Cevap D dir.
Sistem daha sıcak bir ortama götürüldüğünde
metal teller uzar. Bunun sonucunda α küçülür. α
küçülünce T1 ve T2 de küçülür. T3 ise değişmez.
Cevap C dir.
Isıtılmadan önce K-L ve K-M çubukları, destek
üzerinde yatay olarak dengededir. Isıtılma işleminden sonra çubukların denge durumu aşağıdaki
gibidir.
K
M
L
K
Şekil I
Şekil II
Şekil I de L çubuğu K çubuğundan daha fazla uzadığından αL > αK dır.
Şekil II de K çubuğu M çubuğundan daha fazla
uzadığına göre, αK > αM dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2.
6.
Ortamın sıcaklığı artırıldığında Şekil I deki teller
arasındaki açı küçüleceğinden T1 gerilme kuvvetinin büyüklüğü küçülür. Şeki lI deki teller birbirine
paralel olduğundan T2 ve T3 ün büyüklükleri değişmez.
Cevap D dir.
Cevap C dir.
3.
Başlangıçta çiftlerin ağırlık merkezi O noktasında olduğundan dengede kalıyorlar. αK > αL > αM
olduğundan ısıtılma sonucunda K çubuğu L den, L
çubuğu da M den daha çok uzar. Böylece ağırlık
merkezi O nun soluna kayar.
K
O
L
L
O
M
7.
Sıvılara eşit miktarda ısı enerjisi verilmiştir.
Sıvıların cinsi bilinmediğinden sıcaklık farkları
bulunamaz. Bu nedenle sıvıların genleşme katsayıları ile öz ısıları hakkında yorum yapamayız.
Şekillerden genleşme miktarları;
1
D V1 = h S
2
1
D V2 = h S
2
1
1
D V3 = 2 h S = h S
4
2
Her iki çubuk çifti (I) yönünde döner.
Cevap B dir.
bulunur. O hâlde üç sıvının genleşme miktarları
eşittir.
Cevap B dir.
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
8. Başlangıçta iplerdeki gerilme kuvvetlerinin büyüklükleri arasında T1 > T2 > T3 ilişkisi olduğuna göre,
kürelerin hacimleri arasında VK > VL > VM ilişkisi vardır. Isıtılma sonucunda iplerdeki gerilme
kuvvetlerinin büyüklüklerinin eşit olması için küre
hacimlerinin eşit hâle gelmesi gerekir. αM>αL>αK
olursa bu durum gerçekleşir.
21
12. Isıtılma sonucu genleşen cisimlerin aynı oranda
özkütleleri küçülür. Şekiller incelendiğinde en çok
genleşen cisim Z, en az genleşen cisim X tir.
Cevap D dir.
Cevap C dir.
13. Hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır. Bu
nedenle buzun tamamı eriyinceye kadar suyun,
dolayısıyla metal kürenin sıcaklığı sabit kalır.
Cevap B dir.
9.
İlk hacmi V0, genleşme katsayısı a olan sıvının
sıcaklığı DT kadar artırıldığında hacmindeki artış
miktarı;
DV = V0 · a · DT
bağıntısı ile bulunur. Sıvının boruda yükselme miktarı borunun cinsine de bağlıdır. Ancak yükselme
miktarı borunun kesitine bağlı değildir.
14. Verilen her üç bilgi de doğru bilgilerdir. Ancak
kabın ısıtılma sonucu balonun hacminin büyümesi ve buna bağlı olarak ipteki gerilme kuvvetinin
büyümesini II ve III. önermeler açıklar.
Cevap E dir.
Cevap A dır.
11. I.
II.
Sıvılara eşit miktarda ısı enerjisi verildiği
hâlde X sıvısının sıcaklığı DT, Y ninki 2DT
artıyor. Q = m·c·DT bağıntısına göre, X sıvısının öz ısısı Y ninkinden küçüktür.
Isıtılma sonucu X sıvısı daha çok genleştiğine
göre, X sıvısının genleşme katsayısı Y ninkinden büyüktür.
III. Isıtılma sonucunda X sıvısının daha çok genleşmesi iletkenlikle ilgili değildir.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
10. Şekil I deki sistem ısıtıldığında hem katı, hem de
su birlikte genleşir. Suyun genleşme katsayısı katınınkinden büyük olduğundan su daha çok genleşir. Bunun sonucunda suyun özkütlesi küçülür ve
katı cisim Şekil II deki gibi dengeye gelir. O hâlde
katı cismin genleşme katsayısı suyunkinden küçük
olduğundan bu durum gerçekleşmiştir.
Cevap C dir.
15. İpteki gerilme kuvvetinin büyüklüğü sıfırdan farklıdır. K katısı serbest bırakıldığında kendi sıvısında batar. O hâlde K sıvısı su değildir. Buzun dışındaki katı cisimler eridiklerinde daha büyük hacim
ortaya çıkar. K nın katısı eridiğinde sıvı yüksekliği
artar. Bunun sonucunda gazın basıncı ve A noktasındaki sıvı basıncı artar.
Cevap B dir.
16. Buzun özkütlesi suyunkinden küçüktür. Bu nedenle buz eridiğinde hacmi küçülür. Buzun tamamı eridiğinde gaz kısmında hacim büyümesi olur. Bu da
gaz basıncının azalmasına yol açar. Gaz basıncı azalınca esnek balon üzerindeki toplam basınç
biraz azalır. Balonun hacmi büyüyeceğinden T
gerilme kuvvetinin büyüklüğü artar. Balonun hacminin büyümesi sonucu su seviyesi birazcık yükselir. Bunun sonucunda da A noktasındaki sıvı
basıncı artar.
Cevap C dir.
22
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
6. Kürenin genleşme katsayısı halkanınkinden büyük
olduğundan her ikisi de ısıtılırsa küre halkadan
geçemez. Öteki durumlarda küre halkadan geçebilir.
Test 4’ün Çözümleri
1. t1 > t2 > t3 demek, mumun Y+Z çiftinde en önce
düşmesi demektir. Mumun en son düştüğü çift ise
X+Y dir.
Cevap D dir.
Y+Z > X+Z
ikisinde de Z var
o hâlde Y > X tir.
7. P çubuğunun sıcaklığı azaldığı için boyu kısalır. S
çubuğunun sıcaklığı arttığı için boyu artar. R çubuğunun sıcaklığı değişmediği için boyu değişmez.
X+Z > X+Y
Cevap E dir.
ikisinde de X var
o hâlde Z > Y dir.
Sonuç Z > Y > X olur.
Cevap E dir.
8. Sıcaklık artınca L küresel cismi halkadan geçiyor.
O hâlde halkanın genleşme katsayısı L ninkinden
daha büyüktür (αL < αH).
2. X in genleşme katsayısı daha büyük olduğundan
T2 > T1 olmalıdır. Son durumda X, Y den daha fazla kısalmış o hâlde T3 en küçüktür.
Cevap B dir.
3. Yapılan değişiklikle r yarıçapının küçüldüğü söyleniyor. O hâlde verilen halka soğutulmuştur.
Soğutulan metaller küçültülen bir fotoğrafa benzer,
her tarafı orantılı olarak küçülür.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
L küresel cismi halkadan geçtiği hâlde K nın geçmemesi αH < αK olduğunu gösterir.
Cevap E dir.
9.
α
θ
d
4. Termometrelerin duyarlılığı;
• Haznesindeki sıvı miktarı
önce
• Haznesindeki sıvının cinsi
α
θ
d
• Borusunun kalınlığı
sonra
• Borudaki bölme sayısı
ile değişir. Verilen termometrelerde sıvı miktarı
boru kalınlığıyla doğru orantılıdır. Sıvıların cinsi de
aynı olduğundan duyarlılıkları da aynıdır.
Cevap C dir.
5. X, Y, Z çubukları birbiriyle perçinli olsaydı bu
durumda sıcaklık değişimi karşısında içe veya
dışa doğru bükülme olurdu. Çubuklar birbirinden
bağımsız durumdadır. Bu nedenle çubuklar boyca
uzayıp kısalabilir. Ancak bükülme olmaz.
Cevap C dir.
d>d
Isıtılan metaller, büyütülen bir fotoğrafa benzer.
Her tarafı orantılı olarak büyür. Bu nedenle üçgen
üzerindeki açı değerleri değişmez, d uzaklığı
büyür.
Cevap C dir.
10. Soruda; sistem ısıtılınca X, Y den Z de X ten daha
fazla uzadığı verilmiştir.
Buna göre, αZ > αX > αY dir.
Cevap A dır.
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
23
11. Cisimlere verilen ısı enerjileri eşit olduğundan;
15. Isıtılan bir çubuğun boyca uzama miktarı;
QP = QR = QS
∆/ = /0 . α . ∆T
yazabiliriz. Q = m.c.∆T olduğundan;
bağıntısıyla bulunur. Bu bağıntıya göre, uzama miktarı çubuğun ilk boyu ile doğru orantılıdır.
Bu nedenle L ile M silindirleri karşılaştırıldığında
nM > nL dir.
m.cP.∆TP = m.cR.∆TR = m.cS.∆TS yazabiliriz.
cP > cR > cS olarak verildiğinden;
∆TS > ∆TR > ∆TP
X ve Y çubukları özdeş olduklarından eşit miktarda uzarlar. Bu nedenle K silindiri dönmez. O hâlde
nM > nL > nK olur.
bulunur. Uzama miktarı ∆/ = /0.α.∆T bağıntısıyla
bulunur. Soruda /P = /R = /S ve ∆/P = ∆/R = ∆/S
olduğundan; αP > αR > αS bulunur.
Cevap B dir.
Cevap B dir.
12. Verilen bilgiler incelendiğinde sorunun ısı iletkenliği ile ilgisi olmadığı görülür. Bu nedenle I. yargı
hakkında yorum yapılamaz.
Hem kütleler hem de verilen ısılar eşittir. Buna
göre, sıcaklığı daha fazla artan P nin öz ısısı R
ninkinden küçüktür. III kesinlikle yanlış olur.
Cevap A dır.
13. Şekiller dikkate alındığında boyu en çok kısalan K
çubuğudur. O hâlde ilk sıcaklığı en fazla olan K dır.
L ve M çubukları Şekil I e göre uzamışlardır. Bunun
anlamı L ve M çubukları K dan enerji almıştır. K
çubuğunun verdiği ısı enerjisini alarak en çok uzayan çubuk L dir. Öyleyse L çubuğunun ilk sıcaklığı
en azdır.
Cevap A dır.
D,
14. ∆/ = /0 . λ . ∆T bağıntıından m =
ifadesi
,0 . DT
iki madde için yazılır.
,
m X =
2, . T
ve
mY =
bu bağıntılar oranlanırsa
2,
, . 2T
mX
mY
=
1
bulunur.
2
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
P nin sıcaklık artışı fazla olduğu hâlde R ile aynı
miktar uzamış. Buna göre II kesinlikle doğrudur.
16. X çubuğunun uzamasıyla A ve B bilyeleri saat ibresinin tersine döner. Y çubuğunun uzaması da A ve
B bilyelerini saat ibresinin tersine döndürür. Aynı
zamanda Y çubuğunun uzaması C bilyesini saat
ibresi yönünde döndürür. Bir başka ifadeyle, C bilyesinin dönme miktarı bir tek çubuğun uzamasına
bağlıdır. A ve B bilyelerini ise iki çubuk yardımlaşarak döndürür. Sonuç olarak nA = nB > nC dir.
Cevap E dir.
24
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
5.
Test 5’in Çözümleri
X
1. Soğutulan bir levhanın her tarafı orantılı biçimde
küçülür.
Y
Y
X
O
GX
Cevap D dir.
O
GY
GY
GX
Şekil a
2. Çubuğun sıcaklığı ∆T kadar değiştirildiğinde silindirlerin devir sayısı nX ve nY oluyor.
nX =
nY =
nX
nY =
D,X
2 ( 2r2r )
D,Y
2.2 r r
=
3,αDT
8rr
9,αDT
4rr
=
3,αDT
8rr
9,αDT
4rr
=
1
6
Soruda verilen Y+Z çifti soğutulunca (2) yönünde döndüğü söyleniyor. Hem Y hem de Z ayrı ayrı
kısalmış. Ancak Y daha çok kısalmış olmalı ki sistem (2) yönünde dönebilsin. O hâlde αY > αZ dir.
Cevap C dir.
3. Birbiriyle perçinli iki metal çubuk doğrusal hâlde
olsun. Bu metal çifti ısıtıldığında uzama katsayısı büyük olan dışarıda kalacak biçimde eğrilirler.
Eğer metal çifti eğri durumda ise bunları ısıtarak
doğrusal hâle getirmek için eğrinin dışında kalan
çubuğun uzama katsayısının küçük olması gerekir.
X + Y çubuğu Şekil a daki gibi dengede iken sistem ısıtılıyor. Bu ısıtma sonucunda X çubuğu daha
çok uzadığı için sistem (1) yönünde dönmüş. Bir
başka ifadeyle αX > αY dir.
Cevap C dir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Şekil b
6.
K
L
O
mK.g
mL.g
I. K çubuğunun kütlesini mK, L ninkini mL olarak şekildeki gibi gösterelim. Sistem dengede
olduğuna göre, mL.g > mK.g dır. Yani L çubuğunun kütlesi K nınkinden büyüktür.
II. Sistemin dengesi okla gösterilen yönde bozulduğuna göre K çubuğunun uzama katsayısı
kesinlikle L ninkinden büyüktür.
III. Şekil II de ağırlık merkezi O noktası değildir.
Ağırlık merkezi K çubuğunun bulunduğu taraftadır.
Cevap C dir.
4. Isıtılan metaller bir fotoğrafın büyütülmesi gibidir.
Her yeri orantılı olarak büyür. Karenin, küpün ve
çerçevenin kenar uzunlukları, önceki durumda eşit
olduğu için sıcaklıkları eşit miktarda artırıldıktan
sonra da yine eşit olur.
Cevap A dır.
7. Kap ve içindeki sıvı birlikte ısıtılıyor. Buna rağmen
sıvının borularda yükseldiği görülüyor. Bu durum,
sıvıların katılardan daha çok genleştiğini gösteriyor I. yargı doğrudur.
ISI - SICAKLIK VE GENLEŞME
Farklı genleşmeler, sıvıların farklı olmasından kaynaklanır. Hacimleri eşit ancak cinsleri farklı sıvılara
eşit miktarda ısı verildiğinde, sıvıların farklı miktarda genleştiği görülür. Bu durum hem II hem de III
numaralı yargıların doğru olduğunu gösterir.
25
Menteşenin tepki kuvveti Şekil I deki gibi T olsun.
Çubuğun sıcaklığı arttıkça kütle merkezi ok yönünde hareket eder ve T azalır.
Kütle merkezi destek üzerine geldiğinde T sıfır
olur. Bir süre sonra çubuğun kütle merkezi halkayı
geçer ve T zıt yönde artmaya başlar (Şekil II).
Cevap E dir.
Buna göre T gerilme kuvveti önce azalır, sonra
artar.
Cevap D dir.
8. Birinci durumda K çubuğu ∆/ kadar uzarsa L çubuğu 2∆/ kadar kısalır. K nın uzamasıyla L nin kısalması küresel cismi ters yönlerde döndürür. Bu
nedenle birinci durumda küresel cismi ∆/ uzunluğu
döndürür.
İkinci durumla birinci durum devir sayısı açısından
aynıdır. Üçüncü durumda K çubuğu ∆/, L çubuğu
da 2∆/ kadar uzar. Uzayan her iki çubuk da küresel
cismi aynı yönde döndürür. Yani, üçüncü durumda küresel cismi döndüren uzunluk 3∆/ olup θ3 en
büyüktür.
9. Metaller aynı sıcaklıktaki suyun içinde bekletildiği için son sıcaklıkları eşit olur. Öz ısıları farklı olduğundan farklı miktarda enerji depolarlar. Bu
nedenle erittikleri buz miktarları farklı olur.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap D dir.
11. +4°C deki suyun özkütlesi, 0°C deki suyun özkütlesinden çok az yüksektir. Fakat bu küçük farkın
doğada çok büyük önemi vardır. Eğer su da diğer
birçok sıvıda olduğu gibi, donma noktasında en
yüksek özkütlesi sahip olsaydı, bir gölde en soğuk
su en alta çöker ve göl aşağıdan yukarıya doğru
donardı. Bu da kış aylarında tüm yaşayan organizmaların yok olmasına neden olurdu. Neyse ki
durum böyle değil.
Özkütle farkından; suyun hareketinin önemli bir
etkisi de dikey akımların oluşmasıdır. Bu dikey
akım yaşayan organizmaların yararınadır. Çünkü
oksijence zengin yüzey suyunun aşağıya, besince
zengin alttaki suyun da yüzeye hareketini sağlar.
Cevap B dir.
10. Türdeş çubuğun ağırlığını (G) çubuğun orta noktasından bir kuvvet gibi gösterelim.
halkanın
tepkisi (N)
G
Şekil I
N
Şekil II
menteşenin
tepkisi (T)
G
12. Şekil I deki sıvıların özkütleleri arasında, dX>dY>dZ
ilişkisi vardır. Bu üç sıvı T sıcaklığından 2T sıcaklığına kadar ısıtıldığında özkütleleri arasındaki ilişki Şekil II de görüldüğü gibi dZ>dY>dX hâline gelmiştir. Bu durumun gerçekleşmesi için sıvıların
genleşme katsayıları arasında, αX>αY>αZ ilişkisi
olmalıdır.
Cevap B dir.
5
Katı, Sıvı ve Gazların Basıncı
5.
Test 1’in Çözümleri
1.
Katı cisimlerin basınçları ağırlıkları ile doğru orantılı, yere temas yüzeyi ile ters orantılıdır. Özdeş
cisimlerden L nin temas alanı K nınkinden büyüktür. Bu nedenle PK > PL dir.
Katı cisimlerin yere uyguladıkları basınç kuvvetleri ağırlıklarına eşittir. K ve L cisimlerinin ağırlıkları
eşit olduğundan FK = FL dir.
Eğik düzlem
m
üzerinde duran
cisimlerin basınmg.cosα
cı, ağırlık kuvveα
tinin yüzeye dik
yatay
mg
bileşenine eşittir. Şekildeki m
kütleli cismin bulunduğu yüzeye yaptığı basınç,
P = m·g·cosα dır. cos30° > cos60° olduğundan
P2 > P1 > P3 olur.
Cevap E dir.
Yatay düzlemle temas yüzeyi S olan bir cismin
F
yüzeye yaptığı basınç P =
bağıntısı ile hesapS
lanır. Bağıntıdaki F, cismin ağırlığı olup aynı
zamanda basınç kuvveti adını alır. Bir başka ifadeyle, F = P·S yazabiliriz.
Ayrıca düzgün dik silindirik ya da prizmatik cisimlerin basıncı, P = hdg bağıntısı ile de hesaplanır.
Buna göre, aynı maddeden yapılmış ve yükseklikleri eşit her üç cismin yatay yüzeye uyguladıkları
basınç kuvvetleri arasındaki ilişki ise F2 > F1 = F3
olur.
Cevap D dir.
3.
Y ve Z silindirleri düzgün geometrik biçimli katı
cisimlerdir. P = hdg bağıntısından, PY = PZ olduğu bulunur.
X kesik konisi ile Y silindirinin basınçları karşılaştırıldığında ağırlıklarının yüzey alanına oranı göz
önüne alınır. Koninin kesik olmasından dolayı
PY > PX bulunur. Her üç cisim karşılaştırıldığında
PY = PZ > PX olur.
6.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2.
Cevap A dır.
Basınç, ağırlığın yüzey alanına oranıdır. Basınç
kuvveti ise doğrudan cismin ağırlığı kadardır.
Şekil I deki temas alanı, Şekil II dekinden büyük
olduğundan ikinci durumdaki basınç daha büyüktür. Her iki durumda da cismin ağırlığı değişmediğinden basınç kuvveti değişmez.
Cevap B dir.
V
F
F
Cevap E dir.
7.
K cisminin yerle temas eden yüzey alanı S, L cismininki 3S dir. Bu iki cismin yere uyguladıkları
basınçlar eşit olduğundan L nin kütlesi K nınkinin 3
katıdır. Bir başka ifadeyle, K cisminin ağırlığı G ise
L ninki 3G dir. L cismi K cisminin üzerine konulduğunda toplam ağırlık 4G, temas yüzeyi S olduğundan;
4G
S
yazabiliriz. K cismi L cisminin üzerine konulduğunda ise;
Cevap C dir.
4.
Bir kristalin iki tarafından
kuvvet uygulanarak basınç
oluşturulduğunda, kristalin
iki ucu arasında potansiyel
farkı oluşur. Bu olayda oluşan potansiyel farkı, kuvvetin artmasıyla artar. Bu
olaya piezo elektrik denir.
Buna göre, VK > VL = VM dir.
P1 =
4G
3S
olur. Bu iki basıncın oranı;
P1
= 3 bulunur.
P2
P2 =
Cevap B dir.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
8.
X, Y, Z cisimlerinin ağırlığına GX , GY , GZ diyelim.
Şekil I de X+Y cisimlerinin yere yaptığı basınç,
Şekil II de Y+Z cisimlerinin yere yaptığı basınca
eşittir. Buradan;
GX + GY
S
12. Bu soruda suyun kabın tabanına uyguladığı basınç
sorulsaydı cevap A seçeneği olurdu. Ancak kabın
yere uyguladığı basınç sorulmuş. Başlangıçta
kabın bir ağırlığı olduğundan, yere uyguladığı
basınç sıfırdan farklıdır. Daha sonra sabit debili M
musluğundan akan su ile kabın ağırlığı düzgün bir
şekilde artar. Bu duruma uygun grafik D seçeneğindeki gibidir.
GY + GZ
=
2S
2GX + 2GY = GY + GZ
2GX + GY = GZ
Cevap D dir.
yazabiliriz. Buna göre I ve II. önermeler kesinlikle
doğrudur.
13. 1 numaralı kaptaki sıvı yüksekliği 4h, özkütlesi 3d
ise bu kabın tabanındaki sıvı basıncı;
Cevap C dir.
9.
27
Sıvıların sıcaklıkları eşit miktarda arttırılıyor. Bu
işlemden sonra kaplarda sıvı yüksekliği kabın biçimine bağlı olarak değişir. 3. kaptaki sıvının ilk
hacmi diğerlerinden fazladır. Ayrıca 3. kap giderek
daralmaktadır. Bu nedenle sıvı yüksekliği 3. kapta
en fazla artar. 1. kap giderek genişlediği için sıvı
yüksekliği bu kapta en az yükselir.
P1 = 4h·3d·g = 12hdg
dir. Benzer biçimde;
P2 = 5h·d·g = 5hdg
P3 = 3h·3d·g = 9hdg
olur. Buna göre, P1 > P3 > P2 dir.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap B dir.
GX
10.
P1
P2
=
SX
GX + GY
SY
P1
P2
P1
P2
=
=
·
rr2
r r 2 · h ‚ 2 dg + r ( 2 r ) 2 · 2 h · dg
2 hdg · 4
4
=
5
2 hdg + 4 · 2 hdg
Cevap D dir.
11.
θ
15. Katılarda basınç;
G (ağırlık)
P =
S (yüzey)
bağıntısı ile bulunur. Küpler özdeş olduğundan
ağırlığı en az, yüzey alanı en büyük olan şeklin
basıncı en küçük olur.
m
Cevap E dir.
mgcosθ
sin
mg
Cevap C dir.
r ( 2r ) 2
2
r r · h · 2 dg
14. Sıvılar türdeş biçimde karıştırıldığında karışımın
özkütlesi 2d den daha büyük olur. Bu nedenle X
ve Y noktalarındaki sıvı basıncı artar, Z deki değişmez.
θ
mg
Eğik düzlem üzerinde duran cismin dayanma
yüzeyine yaptığı basınç, ağırlık kuvvetinin yüzeye
dik bileşenine eşittir. Buradan P ve F değerleri için;
P = mgcosi
F = P·S = mgcosi·S
yazabiliriz. i açısı küçültüldüğünde cosi nın değeri
büyüyeceğinden ikinci durumda hem P, hem de F
artar.
Cevap C dir.
16. P = G
1
4a2
G
P2 =
a2
P2
= 4 bulunur.
P1
S1 = 4a2
S2 = a2
Cevap D dir.
28
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
3.
Test 2’nin Çözümleri
Sıvının toplam yüksekliğini 2h alalım.
F1
h
S
F2
S
2S ve 3S kesitli yüzeylere uygulanan basınç kuvveti hesaplanırken, bu yüzeylerin orta noktasının
sıvının açık yüzeyine olan dik uzaklığı alınır. Bu
nedenle 2S ve 3S yüzeyleri için ortalama derinlik
2h
= h alınır. Buradan;
2
F1 = h·d·2S
F2 = 2h·d·S
F3 = h·d·3S
bulunur. Buna göre, F3 > F1 = F2 dir.
9S
1
h
10
yatay (yer)
h
F3
h
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
1.
Yarıçapı r olan silindirin kesit alanı rr2 = S alınırsa, yarıçapı 3r olan silindirin kesit alanı r(3r)2 = 9S
olur. M musluğu açılmadan önce suyun yüksekliği
h
h, musluk açıldıktan sonra
olur.
10
4.
su
Musluk açılmadan önce sıvı yüksekliği h olduğundan kabın tabanındaki sıvı basıncı P = hd·g dir.
1
Musluk açıldıktan sonra sıvı yüksekliği
h ola10
cağından, r yarıçaplı kabın tabanındaki sıvı basın
1
cı
P olur.
10
Cevap A dır.
Kabın her iki konumunda sıvının hacmi sabittir.
Sıvının hacmi değişmediği için gazın hacmi de
değişmez.
2S
gaz
h
2.
İlk durumda sıvı basıncı P1, basınç kuvveti F1
olsun. Buradan;
P1 = hd
F1 = hd·2S
bulunur. Kap şekildeki
gibi ters çevrildiğinde
sıvı basıncı P2, basınç
kuvveti F2 olsun.
3
hd
2
3
F2 = hd · S
2
P2 =
sv
yer
S
2S
Kap ters çevrildiğinde kabın dar kısmı alta geleceğinden sıvı yüksekliği artar. Sıvı basıncı
Psıvı = h·d olduğundan h artınca Psıvı artar.
Sıvının kap içindeki hacmi değişmediğinden gazın
hacmi de değişmez. Gazın hacmi değişmediği için
Pgaz değişmez.
Sıvı basınç kuvveti şekil üzerinde çizilen kesikli
çizgiler arasında kalan sıvının ağırlığına eşittir. Bu
nedenle önceki duruma göre Fsıvı azalır.
h/2
h
S
yatay
bulunur. Görüldüğü gibi, P2 > P1, F1 > F2 dir.
Cevap B dir.
h >h
Cevap E dir.
29
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
5.
I. X kabındaki sıvının hacmi Y kabındaki sıvının
hacminden büyüktür. Bu iki kaptaki sıvı kütlelerinin
eşit olması için özkütleleri arasında dL > dK ilişkisi
olmalıdır. Buna göre, iki sıvının özkütlesi farklıdır.
PL = PB – (h·3d)
PL = 4hd – 3hd = hd
II. Sıvı basıncını veren bağıntı P = hdg dir. Her iki
kap için h ve g aynı, d ise farklıdır. Bu nedenle kapların tabanına uygulanan sıvı basınçları farklıdır.
dir. K noktasındaki sıvı basıncı;
PK = h·2d
olup K ve L noktalarındaki basınçların oranı;
PK
h·2d
bulunur.
=
=2
PL
hd
Cevap D dir.
III. Y kabının tabanındaki sıvı
basınç kuvveti kesikli çizgiler
arasında kalan sıvının ağırlığına eşittir. Bu nedenle her
iki kaptaki basınç kuvvetleri
de farklıdır.
basınç azalır. L noktasındaki basınç;
L
sıvısı
Y kab
Cevap E dir.
8.
M musluğu açıldıktan sonra sıvılar şekildeki gibi
dengeye gelir.
I
II
h
İlk durumda X noktasındaki sıvı yüksekliği h kadar
olup bu noktadaki sıvı basıncı P = hdg dir.
F kuvveti kesiti S olan silindirde 3h kadar aşağı itiliyor. Bu silindirden boşalan 3hS hacmindeki sıvı
diğer iki silindire akar. Bir başka anlatımla, 2S ve S
kesitli diğer iki silindirde sıvının yüksekliği ilk duruma göre h kadar artar. X noktası üzerindeki suyun
yüksekliği 2h olacağından basıncı;
2d
2d
h
A
Nihat Bilgin Yayıncılık©
6.
3d
h
B
PA
PB
=
h·2d
2
=
5
h·2d + h·3d
Cevap B dir.
2hdg = 2P olur.
Cevap C dir.
9.
Sıvı basıncını veren bağıntı P = hdg dir.
Başlangıçta iki kaptaki sıvı yükseklikleri eşittir. I.
kabın tabanında oluşan basıncın II. kapta oluşan
basıncın iki katı olması için X sıvısının özkütlesinin
Y ninkinin iki katı olması gerekir. Bir başka ifadeyle, dY = d ise dX = 2d dir. VX = 2V, VY = V olduğundan türdeş karışımın özkütlesi;
dkarışım =
3
bulunur. Son durumda sıvı yüksekliği
h oldu2
ğundan;
Pson =
3
h · dkarışım·g
2
Pson =
3 5
5
h · d · g = P bulunur.
2 3
2
7.
h
2d
L
K
h
h
B
A
3d
yatay
Şekildeki A ve B noktalarındaki sıvı basınçları birbirine eşit olur. Buradan;
PA = 2h.2d = 4hd
PB = PA = 4hd
yazabiliriz. B noktasından L noktasına doğru
2d·2V + d·V
5
= d
2V + V
3
Cevap D dir.
30
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
10.
12.
su
boşluk
1
2
P0
h1
h2
h2
d
K
X
K
İp ok yönünde çekildiğinde balon kabın dibine doğru hareket eder. Balon kabın dibine doğru
hareket ettikçe üzerindeki su derinliği, dolayısıyla
üzerindeki sıvı basıncı artar. Sıvı basıncı artınca
balon küçülür. Bunun sonucunda balonun içindeki gazın basıncı artar. Balonun küçülmesi kaptaki
suyun yüksekliğinin azalmasına yol açar. Su yüksekliği azalınca K noktasındaki sıvı basıncı azalır.
Açık hava basıncının değeri P0 olan bir ortamda 1.
boru için;
P0 = h1·d·g
yazabiliriz. X düzeyindeki toplam basınç için;
Cevap C dir.
PX = P0 + h2·d·g = h1d + h2d·g
yazabiliriz. X düzeyindeki basınçla 2. borunun içindeki sıvı basıncı eşit olduğundan;
PX = 2h2·2d·g = 4h2d·g
yazabiliriz. Sol tarafları PX olan denklemlerin sağ
tarafını eşitlersek;
h1d·g + h2d·g = 4h2d·g
2d
yatay
Nihat Bilgin Yayıncılık©
h1 = 3h2
h1
h2
11.
=3
bulunur.
Cevap A dır.
I
F
II
K
L
h <h
A
13. Başlangıçta Pgaz ile P0 birbirine eşittir. M musluğu
açıldığında her iki kolda su yüzeyine P0 açık hava
basıncı etki eder. Bu nedenle kollardaki sıvı seviyeleri eşit olur.
ip
P0
Piston I konumundan II konumuna getirildiğinde K
gazının hacmi küçüleceğinden basıncı artar.
Bu olaydan sonra esnek balon üzerine uygulanan
toplam basınç artar ve buna bağlı olarak balonun
hacmi küçülür. Hacmi küçülen balondaki L gazının
basıncı artar.
P0
su
Balonun hacmi küçüldükçe sıvı yüksekliği de azalır. Bu durumda A noktasındaki sıvı basıncı küçülür.
Açık koldan bir miktar su alındığında veya bir miktar su ilave edildiğinde gazın bulunduğu kısmın
hacmi, dolayısıyla basıncı değişir. Bu iki durumda
da kollardaki sıvı seviyeleri farklı olur.
Cevap C dir.
Cevap A dır.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
14.
16.
P0
31
I
gaz
II
M
h
P0
h
h
Pgaz
A
B
cva
yatay
h
K
M musluğu kapalıyken A ve B noktalarındaki
basınçlar eşittir. Bu durumda;
PA = PB
Pgaz = hdsıvı·g + P0
bağıntısını yazabiliriz. K noktasındaki toplam
basınç ise;
PK = P0 + 2h·dsıvı·g
dir. M musluğu açıldığında gaz basıncı azalarak
P0 değerine iner. Bunun sonucundan ince koldaki sıvının bir kısmı kalın kolun bulunduğu tarafa
geçerek seviyeleri eşit olur. Daha önce K noktasındaki toplam basınç için alınan 2h değeri azalacağından PK azalır.
Cevap D dir.
15.
Eğer borunun üstü boşluk olsaydı boru I konumundan II konumuna getirildiğinde h = hœ olurdu.
Borunun üstündeki gazdan dolayı II konumunda
gazın bulunduğu kısmın hacmi küçülür. Bu nedenle gazın basıncı ve gazın özkütlesi artar. Gazın
basıncının artmasından dolayı h yüksekliği azalır. Çünkü gaz basıncıyla borudaki cıva basıncının
toplamı sabit olup açık hava basıncına eşittir.
Cevap D dir.
hava aknts
L
P0
P0
K
h<h
sv
X
L borusunun üst ucunda oluşturulan hava akıntısı bu kısımda basıncın düşmesine neden olur.
Bunun sonucunda L borusu içinde sıvı yükselir. K
kabındaki h yüksekliği azalır.
K kabındaki sıvının h yüksekliği azaldığından X
noktasındaki sıvı basıncı azalır. L borusundaki sıvı
yükselmesinin X noktasındaki basınca bir etkisi
yoktur. Çünkü boru içindeki sıvı alt ve üst kısımda
dengededir.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
32
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
4.
Test 3’ün Çözümleri
K
Z
1. Sıvılarda basınç, sıvının yüksekliği ve sıvının
özkütlesi ile doğru orantılı olup kabın şekline ve
içindeki sıvı miktarına bağlı değildir.
Y
X
Kaptaki su yüksekliği h iken basınç P olarak verilmiştir. Su yüksekliği 2h yapılırsa basınç 2P olur.
Borular ve kabın ana kısmı aynı seviyeye kadar
dolar. Bu seviye K noktasıdır.
Cevap B dir.
Cevap A dır.
2. Binada kesikli çizgilere kadar olan daireler depodan su alabilir. Kesikli çizginin üstündeki N dairesine suyun çıkması için motorla basınç oluşturmak
5. Yapılan deneyin gerçek amacı açık hava basıncının nelere bağlı olduğunu bulmaktır.
Deney, önce deniz kenarında sonra yüksek bir
dağın tepesinde yapılarak, açık hava basıncının
yükseklikle nasıl değiştiği incelenmiştir.
gerekir. Aksi hâlde bu daire su alamaz.
Cevap D dir.
K
Nihat Bilgin Yayıncılık©
3. İlk durumda A noktasında sıvı basıncı oluşturan
yalnızca L sıvısıdır. PA = hd = P olarak verilmiştir.
Sıvılar türdeş biçimde karıştığında karışımın özküt3
lesi d olur.
2
3
Bu durumda PA = dg 2 h = 3 hdg = 3 P olur.
2
Şekil I de L sıvısının kütlesi m, K sıvısının kütlesi
2m olarak alınabilir.
Deney, cıva yerine başka bir sıvı ile tekrarlanarak
sıvı özelliğinin etkisi incelenmiştir.
Deney, cıva kullanılarak farklı sıcaklıkların olduğu
günlerde tekrarlanmıştır. Burdaki amaç açık hava
basıncının sıcaklıkla nasıl değiştiğinin araştırılmasıdır.
Cevap D dir.
6. Katı basıncı, katı cismin ağırlığının üzerine oturduğu yüzey alanına bölümünden elde edilir.
2m
3m
3
h
2
h
L
A
m
h
2
A
K cismi S yüzeyi üzerine oturmuşken basıncı 2P, L
cismi 2S yüzeyi üzerinde oturmuşken basıncı P ise
K ve L cisimlerinin ağırlıkları eşit demektir. Bu iki
cisim birlikte S yüzeyi üzerine oturursa basınç 4P,
2S yüzeyi üzerine oturursa basınç 2P olur.
Cevap B dir.
Şekil I
Şekil II
Şekil I için;
E P ( top ) 1 = mg
E P ( top ) 1 =
3
h
+ 2 mg h
2
2
7
mgh = E
2
olarak verilmiştir. Şekil II için;
EP (top)2 = 3mgh
bulunur. Şimdi bir orantı kuralım;
7
E ederse
mgh 2
3mgh
x eder
–––––––––––––––––––––––––––
6
x = E bulunur.
Cevap B dir.
7
7. Kaptaki 4 birimlik su kütlelerinin her birinin kütlesini m alalım. 3m lik kütlenin ağırlık merkezinin yer3
den yüksekliği h , m lik kütlenin ağırlık merkezi2
5
nin yerden yüksekliği h tır.
2
Soruda verilen şekilde sıvının potansiyel enerjisi
EP1 olsun.
3
5
E P1 = 3 mg h + mg h = 7 mgh olur.
2
2
I. Sıvı ısıtılırsa kütlesi değişmeden ağırlık merkezi
yükseldiği için potansiyel enerjisi artar. Bu nedenle
I. yargı yanlıştır.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
II. Kap yan yatırılırsa;
9.
33
hava
sıvı
E P2 = 4 mg
h
= 2 mgh
2
h
A
M
su
olur. Görüldüğü gibi EP1 > EP2
olup kap yan yatırılınca potansiyel enerji azalmıştır.
Borudaki hava ve h yüksekliğindeki suyun birlik-
III. Kap ters çevirilirse;
te A noktasında oluşturduğu basınç, bu noktaya
dışardan gelen basınca eşit olunca denge sağlanır. Tüpün içindeki basıncı artırmak için suyun
h yüksekliğinin artması gerekir. Yani tüpün içine
biraz daha su girmesi gerekir. Bunun için kaba su
ilave edilmeli veya tüp dik biçimde aşağıya doğru
itilmelidir.
E P3 = 4 mgh
olur. EP1 > EP3 olup sıvı potansiyel enerjisi yine azalmıştır.
Cevap D dir.
sıvı
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap D dir.
10. I ve II ile verilenler basıncın birimleridir. III ile verilen ise kütlenin birimidir.
8.
Cevap D dir.
1,5h
F1
S
F2
3h
2S
I noktasındaki sıvı yüksekliği 1,5h; II noktasındaki
sıvı yüksekliği 3h dir. I yüzeyinin alanı S, II yüzeyinin alanı 2S dir.
3
F1 = hdSg
2
F2 = 3 hdg . 2 S = 6 hdgS
F1
F2
=
3
hdgS
2
1
=
4
6 hdgS
11. Musluk açılınca Y kabına bir miktar daha su akacak ve havanın hacmini küçültecektir. Bu durumda havanın basıncı artacaktır. Artan hava basıncı
X kabındaki suyun yaptığı basınca eşit olunca su
akıntısı kesilecektir. Bu durum hacmi küçülen gazların basıncının arttığının kanıtıdır.
I ve III numaralı bilgiler de doğru bilgilerdir. Ancak
bu deney onları kanıtlamaz.
Cevap E dir.
Cevap A dır.
34
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
12. K pistonuna F kuvveti uygulanıp bu piston aşağı
indirildiğinde bir basınç oluşur. Oluşan bu basınç
hem L, hem de M pistonlarına aynen varır. M pistonunun kesit alanı L ninkinin dört katı olduğundan,
bu pistona etkiyen basınç kuvveti; L ye etkiyenin
dört katı olur. Bu nedenle M pistonu yukarı doğru,
L pistonu ise aşağı doğru hareket eder. L ve M pistonları aynı ipe bağlı olduğundan hareket miktarları eşit olur.
14.
d
2d
yatay
B
Basıncı veren bağıntı P = hgd dir. Bağıntıya dikkat edildiğinde basınç özkütle ve yükseklikle doğru
orantılıdır. Buna göre;
K ve L pistonlarının aşağıya doğru hareketinden
dolayı bu kollardan boşalan su, M pistonunun olduğu kola gider. Hareket eden suyun hacmi V, L ve M
pistonlarının hareket miktarı x olmak üzere;
PA = h2dg + 2hdg = 4P
olarak verilmiştir. Kap şekildeki gibi ters çevrildikten sonra B noktasının basıncı;
VK + VL = VM
6.S + x.S = x.4S
PB = 2h2dg + hdg = 5P
6 + x = 4x
bulunur.
⇒ x = 2 cm
Cevap B dir.
bulunur. O hâlde L pistonu 2 cm aşağı inerken, M
pistonu da 2 cm yukarı çıkar.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap B dir.
15.
sıvı
Şekil I
Şekil II
Sıvı basıncı, sıvı yüksekliğiyle doğru orantılıdır.
Kap Şekil II deki konuma getirildiğinde sıvı yüksekliği dolayısıyla sıvı basıncı artar. Kabın yere uyguladığı basınç, kap ve içindekilerin
ağırlığıyla doğru, kabın temas yüzeyi ile ters orantılıdır. Kap Şekil II deki duruma getirildiğinde ağırlık değişmiyor ancak temas yüzeyi yarıya iniyor.
Bu nedenle basınç iki katına çıkar.
13.
2h
Cevap A dır.
S
FK
1,5h
FL
S
Basınç kuvveti F = hdgS bağıntısıyla verilir. S
alanları eşit olduğundan sıvı yüzeyine olan yükseklikler oranı basınç kuvvetlerinin oranına eşit
olacaktır.
FK
hK
2h
4
=
=
=
7
FL
hL
3, 5 h
16. Sıvı basıncı, sıvı yüksekliği ve sıvının özkütlesi ile
doğru orantılıdır. Buna göre Şekil I deki sıvı yüksekliği daha fazla olduğundan bu sıvının özkütlesi daha küçüktür. Bu da küçük değişiklikleri daha
kolay gözlemlememizi sağlar. Yani bu düzenekte
daha duyarlı ölçüm yapılır.
Cevap B dir.
Cevap C dir.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
35
Test 4’ün Çözümleri
6. Boruların üstündeki gaz basıncı ve altlarındaki
basınçlar eşittir.
1. Yatay düzlem üzerinde oturan katıların basınç
kuvveti bu cisimlerin ağırlıklarına eşittir. Ağırlıkları
eşit olan cisimlerin kütleleri de eşit olur.
d1.hg = d2.2h.g
Cevap B dir.
2. Pet şişeye kuvvet uygulandığında su üzerinde bir
basınç oluşur. Bu basınç, sıvı tarafından sıvının
temasta bulunduğu bütün yüzeylere aynen iletilir. Ters dönmüş tüpün açık ağzına da ulaşan bu
basınç içerdeki havanın hacmini azaltır. Buna göre
I. ve II. yargılar olayla ilgilidir.
3. Verilen bilgilerin tümü doğrudur.
Cevap E dir.
d1
d2
=2
bulunur .
Cevap A dır.
7.
hava
Pgaz
Psıvı
Tüpün içindeki havanın hacmi azalınca, hava ve
tüpten oluşan sistemin hacmi de küçülmüş olur.
Bunun sonucunda kaldırma kuvveti azalacağı için
tüp kabın tabanına doğru harekete geçer. Bu da
olayın III. yargı ile de ilgili olduğunu kanıtlar.
P0
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
P1 = P2
Pet şişe içindeki su ve havanın basıncı açık hava
basıncından büyük olduğu için başlangıçta su
akar. Su aktıkça, havanın hacmi arttığı için basıncı
azalır. Ayrıca suyun yüksekliği azaldığı için suyun
da basıncı azalır. Su ve pet şişe içindeki havanın
toplam basıncı açık hava basıncına eşit olduğu
anda su akışı durur. Bu da bize pet şişenin tabanına, yukarı doğru açık hava basıncının uygulandığını gösterir.
Cevap E dir.
4. Newton kuvvet ölçme birimidir. Geriye kalanların
tümü de basınç birimidir.
Cevap C dir.
8. 2. dakikada A noktası üzerindeki su yüksekliği 1
birim olup, sıvı basıncı P dir. 5. dakikada B noktası
üzerindeki su yüksekliği de 1 birimdir. O hâlde bu
noktadaki sıvı basıncı da P olur.
5. Yatay düzlem üzerinde bulunan katı cisimlerin basınç kuvveti cisimlerin ağırlığına eşittir.
Cisimlerin hacimleri eşit olduğundan özkütlelerinden dolayı L cisminin basınç kuvveti K nınkinin iki
katıdır. L cisminin ağırlığı K nınkinin iki katı, üzerinde oturduğu yüzey K nınkinin yarısı olduğundan
L nin yere yaptığı basınç K nınkinin dört katı olup
4P dir.
Cevap B dir.
Cevap A dır.
9. Sıvılı bir barometre ile açık hava basıncı ölçülürken kullanılan borunun kalınlığı önemli değildir.
Cevap E dir.
36
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
10. Cıvınan özkütlesi suyun özkütlesinin 13,6 katıdır.
Bu nedenle P2 basıncı en büyüktür. P1 gaz basın-
14.
P=
4G
S
P =
cı da PX gaz basıncından daha büyüktür. O hâlde
12G
P =
2S
P2 > P1 > PX olur.
3
P
2
Cevap B dir.
Cevap E dir.
11. Basınç ağırlıkla doğru, temas yüzeyiyle ters orantılıdır. Temas yüzeyi azaldıkça basınç artar.
15. Akışkanların kesit alanlarının arttığı yerde hız azalır, I. yargı doğrudur.
Cevap E dir.
Hızın arttığı yerde basınç azalır, II. yargı doğrudur.
12. Şekil I deki fanusun içinde bulunan hava boşaltılınca kaptaki basınç azalacaktır. Bu yüzden balonun üzerindeki basınç da azalacak ve balon Şekil
II deki gibi şişecektir. Balonun hacmi büyüyünce iç
basıncı azalır.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
16. Sıvı basıncı, birim yüzeye uygulanan sıvı ağırlığıdır. Bunu;
G
P=
S
bağıntısı ile gösterebiliriz.
X ve Y sıvılarının ağırlıkları;
GX = 2PS
GY = 3P.2S = 6PS
13.
T
m
θ
sin
mg
mgcosθ
θ
Eğim açısı θ olan eğik düzlem üzerindeki m kütleli
cisme biri mgsinθ, öteki de mgcosθ olmak üzere iki
kuvvet etki eder. İpi geren kuvvet mgsinθ, basınç
oluşturan kuvvet mgcosθ dır.
Eğim açısı azaltıldığında mgsinθ bileşeni azalır. Ve buna bağlı olarak da T azalır. Aynı zamanda mgcosθ bileşeni artar. Ve buna bağlı olarak da
P1 basıncı artar. m2 kütlesinin oluşturduğu basıncı
azaltan T gerilme kuvvetidir. T azalınca P2 artar.
Cevap D dir.
dir. Ara bölme kaldırılınca sıvı basıncı;
GX + GY
8 PS
Ptoplam =
=
3S
SX + SY
8
Ptoplam = P bulunur .
3
Cevap B dir.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
5.
37
1. Hava kabarcığı yukarıya doğru çıktığında üstündeki sıvı basıncı azalır ve buna bağlı olarak hacmi
büyür. Kap ağzına kadar sıvı dolu olduğu için, sıvının bir kısmı dışarı taşar. Sıvı yüksekliği değişmediği için K ve L noktalarındaki sıvı basınçları değişmez. Ancak kabarcığın içindeki gaz basıncı azalır.
Suyun özkütlesi yağın özkütlesinden büyük olduğundan kaplarda su altta, yağ üstte bulunur. Şekil I
deki kap düzgün biçimlidir. Bu kap ters çevrildiğinde suyun ve yağın yüksekliği değişmeyeceğinden
P1 değişmez. II. kap ters çevrildiğinde kabın geniş
kısmı alta gelecek. Böylece suyun yüksekliği
önceki duruma göre azalacaktır. Bu durumda P2
azalır.
Cevap E dir.
Cevap E dir.
Test 5’in Çözümleri
Dik kuvvet (Ağırlık)
olup;
Yüzey alanı
her üç sistemde de ağırlıklar eşittir. III. şekilde
yüzey alanı en küçük olduğundan P3 en büyüktür.
P1 ve P2 de birbirine eşittir.
6. Bu soruda dikkat edilmesi gereken nokta, pistonun yüzeyine etki eden basınç ve basınç
kuvvetinin sorulmasıdır.
2. Katılarda Basınç =
3. Her iki kaptaki barometre borularının basıncı 2hd
olup eşittir. Bunun anlamı X ve Y gazlarının basıncının eşit olmasıdır. M musluğu açıldığında K ve L
borularındaki sıvı yüksekliği değişmez.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
I
sıvı
Piston K düzeyinden L düzeL
II
yine getirildiğinde sıvı üstteki I numaralı kabın kenarlarıK
na da bir basınç uygulayacaktır. Bir başka ifadeyle, pistonun
yüzeyine etki eden sıvı yüksekliği azalacağından
P azalacaktır. Sıvının ağırlığının bir kısmı I numaralı kabın kenarlarına uygulanacağından F de azalacaktır.
Cevap B dir.
Cevap D dir.
7. Kabın sol yarısına dikkat edilirse, K sıvısı L nin
altında kalarak dengeye gelmiş. O hâlde dK > dL
dir.
Kabın sağ kısmına dikkat edilirse dL > dM olduğu
görülür. O hâlde dK > dL > dM dir.
4. Sıvı basıncı;
P = h . d . g
Cevap B dir.
olup sıvı yüksekliği ve sıvının özkütlesi ile doğru
orantılıdır.
I. kap ters çevrildiğinde sıvısının
yüksekliği azalır. II ve III. kaplar
ters çevrildiğinde içindeki sıvıların
yüksekliği artar. Bu nedenle ters
çevrildiğinde sıvı basıncının artacağı kaplar II. ve III. kaplardır.
gaz
Kuvvet
dir. Soruda seçeneklerin tüY ü zey
münde kuvvetin aynı olduğu verilmiş. Hangi seçenekte yüzey alanı en küçükse orada basınç en
büyüktür.
8. Basınç =
d1
Cevap C dir.
Cevap A dır.
38
9.
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
13.
h
h
3
v3
2
Şekil I
M1
v2
h
1
M2
h
v1
h
h
Y
X
1 numaralı delik üzerindeki sıvı yüksekliği 3h, 2
numaralık delik üzerindeki sıvı yüksekliği 2h, 3
numaralı delik üzerindeki sıvı yüksekliği h tır. 1
numaralı delikten çıkan su en hızlı olduğuna göre,
sıvı basıncı sıvının yüksekliği ile doğru orantılıdır.
Bu, I numaralı bilginin ispatlandığını gösterir.
Şekil II
M1
M2
h
Sıvılar temasta bulundukları kabın tüm çeperlerine aynı zamanda deliklerin olduğu yere bir basınç
uyguladığı için bu deney gerçekleşir. O hâlde II
numaralı bilgi de bu deneyde ispatlanır.
h
Y
X
Yalnızca M1 musluğu açıldığından su seviyesi Şekil I deki gibi olur. Düzenek Şekil I deki gibi
iken M1 musluğunu kapatıp M2 musluğunu açarsak Şekil II deki durum oluşur.
III numaralı bilgi doğru olmasına rağmen bu
deneyde doğruluğu kanıtlanamaz.
Cevap C dir.
10. Açık hava basıncını ölçerken cıva kullanmak daha
kısa bir boru gerektirir diyen bir öğrenci, bu durumu kanıtlamak için deney yapmalıdır.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap B dir.
14. Verilen üç bilgi de doğrudur, ancak sıvı basıncının sıvı derinliği ile doğru orantılı olarak arttığına;
I. bilgi kanıt olabilir.
Cevap A dır.
15. Çubuk 8 bölmeli olduğu için, 8G olan ağırlığını tam
ortasından bir kuvvet gibi gösterelim.
F
11. Havanın oluşturduğu basınç, K kabındaki sıvının
yüzeyine uygulanır. Sıvılar kendilerine uygulanan
basıncı temasta bulundukları tüm yüzeylere aynen
ilettikleri için L pistonu üzerinde büyük bir itme
kuvveti oluşur ve araba yükselir.
III. bilgi doğru bir bilgidir ancak bu düzenekte kullanılmamıştır.
Cevap C dir.
1.destek
2.destek
8G
yer
2S
S
8G ağırlığının 1. desteğe binen kısmı 2G, 2. desteğe binen kısmı 6G olur. Desteklerin yere uyguladığı basınçlar eşit olduğundan;
F + 2 G = 6 G
2S
S
F + 2 G = 12 G & F = 10 G bulunur .
Cevap E dir.
12. III numaralı düzenekte açık haP0
va basıncı (P0) her iki kola da
uygulanıyor. Açık hava basıncı
değiştiğinde her iki kolda da aynı
değişiklik olduğu için sonuç h
değişmez.
Cevap C dir.
P0
16. İp koptuğunda metal bilye suyun içine düşer ve
su seviyesi biraz yükselir. Bunun sonucunda da
suyun ağırlık merkezi biraz yükselir ve suyun
potansiyel enerjisi artar. Su seviyesi yükseldiği
için basınç artar, dolayısıyla sıvı basınç kuvveti de
artar.
Cevap C dir.
III
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
Test 6’nın Çözümleri
3.
K balonunun hacmi arttığına göre gaz basıncı
azalmaktadır. Gaz basıncı azaldığına göre A noktasındaki toplam basınç azalır. Fakat A noktasındaki sıvı basıncı değişmez.
Ayrıca L bilyesine uygulanan kaldırma kuvveti değişmediği için ipteki gerilme kuvveti de değişmez.
1.
P0
P2
P1
39
h
Cevap C dir.
Gazın P1 basıncı, açık hava basıncı ile h yüksekliğindeki sıvının basınçları toplamına eşittir. Yani;
P1 = P0 + hdg
dir. Buna göre, P1 > P0 olur.
Diğer koldaki gazın basıncı da açık hava basıncına eşittir. Yani P2 = P0 dır.
4.
Cevap D dir.
P0
gaz
Her üç manometre için basınç eşitliklerini ayrı ayrı
yazalım.
P0
P1 = P0 + hdg
P1
h
d
P0
h
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2.
A
sıvı
A noktasındaki gaz basıncı P0 ile yüksekliğindeki
sıvının basınçları toplamına eşittir. Buna göre;
PA = Pg = P0 + hdg olur.
Cevap C dir.
P2 = P0 + h2dg
P2
h
2d
P0
P3 = P0 +
h
3dg
2
P3
h
2
5.
3d
Buna göre P2 > P3 > P1 olur.
Cevap A dır.
Sıvının yatayda aldığı yol sadece h1 ve h2 yüksekliklerine bağlıdır. Üstten de yandan da P0 basıncı uygulandığı için bu basınçlar birbirini dengeler.
Yani yatay uzaklık P0 basıncına bağlı değildir.
Cevap A dır.
40
KATI, SIVI VE GAZLARIN BASINCI
8.
6.
v1
su
v3
v2
v1
P1
v2
P2
II
III
I
cıva
h1
h2
P0
Kesit alanının büyüdüğü yerde akışkanın geçme
hızı küçülür. Kesit alanının küçüldüğü yerde akışkanın hızı büyür. Bu nedenle akışkanın borulardan
geçiş hızı arasındaki ilişki v2 > v3 > v1 olur.
Akışkanın hızının arttığı yerde basınç azalır. Buna
göre II. koldaki basınç en azdır. Basıncın en az
olduğu yerde sıvı yüksekliği en fazladır. Yani;
Su akarken boru kalınlığı azalırsa suyun akış hızı
artar. Yani v2 > v1 olur. Akışkanların hızının arttığı
yerde basınç azaldığından P1 > P2 dir.
Basıncın az olduğu yerde cıva daha fazla yükselir
ve h2 > h1 olur.
cıva
h2 > h3 > h1 olur.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
7.
P0
vK
K
P1
vL
L
P0
P0 > P1
Normal koşullarda araçlar açık hava basıncının etkisinde dengededir. Araçlar hızlı bir şekilde
hareket edince aralarındaki basınç azalır.
Akışkanın hızının arttığı yerde basınç azalır.
Basınç azaldığı için de araçlar açık hava basıncının etkisiyle birbirine doğru çekilmiş olur.
Cevap A dır.

Download Report