9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 227-228-229-230-231 Cevapları Meb Yayınları

Sayfa 227 3. Etkinlik Hâl Değişimi Cevapları

Bu etkinlik, saf maddelerin hâl değişimini ve bu değişimi etkileyen faktörleri anlamayı amaçlamaktadır. Öğrenciler, buzulların erimesi gibi çevresel olayları tartışarak, küresel ısınma, buzulların erimesinin çevreye etkileri, ve bu etkilerin azaltılması için çözüm yolları hakkında fikir alışverişinde bulunurlar. Ayrıca, buzulların erimesi, küresel ısınma ve hâl değişimi ile ilgili çeşitli sorulara cevap vererek, bilimsel çıkarımlar yapabilme yetilerini geliştirirler.

Etkinlikte yer alan bazı başlıca sorular:

• Küresel ısınmanın sebepleri nelerdir?
• Buzulların erimesinin çevreye etkileri ve çözüm yolları nelerdir?
• Buzulların erimesi dışında hangi çevre problemlerine yol açabilir?
• Buzulların erimesi nasıl engellenebilir?

1. Yandaki karekodda verilen videoyu açarak “Küresel Isınma” konulu belgeseli izleyiniz.
2. Buzulların erimesinin çevreye etkileri ve sorunun muhtemel çözüm yolları ile ilgili sınıf arkadaşlarınızla tartışarak aşağıdaki soruları cevaplayınız.

a- Küresel ısınmanın sebepleri nelerdir?

Cevap: Küresel ısınmanın sebepleri, atmosferdeki sera gazlarının (özellikle karbon dioksit ve metan) artmasıdır. Bu gazlar, Dünya'dan uzaya doğru yansıyan ışınları geri yansıtarak, sıcaklıkların artmasına sebep olur. Bunun sonucunda küresel sıcaklık artışı gözlemlenir.

b- Buzulların erimesinin çevreye etkileri ve bu etkilerin en aza indirilmesi için muhtemel çözüm yolları nelerdir?

Cevap: Buzulların erimesi, deniz seviyelerinin yükselmesine, iklim dengesinin bozulmasına, ekstrem hava olaylarının artmasına (örneğin kasırga, kuraklık) ve biyoçeşitliliğin zarar görmesine neden olabilir. Çözüm yolları arasında:

• Fosil yakıt kullanımını azaltmak,
• Yenilenebilir enerji kaynakları kullanmak,
• Ormanları korumak,
• Karbon emisyonlarını sınırlamak yer alır.

c- Buzulların erimesinin bir çevre felaketine yol açması dışında başka hangi problemlere sebep olabileceği konusunda beyin fırtınası yapınız.

Cevap: Buzulların erimesi, tarım ve hayvancılığı olumsuz etkileyebilir, bu da gıda krizine yol açabilir. Ayrıca tatlı su kaynaklarının azalması nedeniyle içme suyu kıtlığı yaşanabilir. Ekosistem dengesi bozulur, özellikle kutup hayvanları yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalabilir. Hastalıkların yayılma riski de artar, çünkü vektör kaynaklı hastalıklar çoğalabilir.

ç- Küresel ısınma belgeselde anlatıldığı şekilde devam ederse buzulların tamamen erimesi ne kadar sürer? Buz kütlesi ile erime süresi arasında bir ilişki var mıdır? Tahminlerinizi yazınız.

Cevap: Küresel ısınma hızla devam ederse, bilim insanları 2100 yılına kadar büyük buzulların çoğunun eriyebileceğini tahmin ediyor. Büyük buz kütleleri, küçük buz kütlelerine göre daha uzun sürede erir, çünkü bu kütlelerin daha büyük yüzey alanı ısıya maruz kalır ve bu da daha uzun süre erimeye yol açar.

d- Buzulların erimesi nasıl engellenebilir?

Cevap: Buzulların erimesini engellemek için:

• Karbon salınımı azaltılmalı,
• Fosil yakıt kullanımı yerine temiz enerji kaynakları tercih edilmelidir,
• Ormanlar korunmalı ve yeşil alanlar artırılmalıdır.
• Endüstriyel üretimde çevre dostu yöntemler uygulanmalıdır.
• Bireysel olarak enerji tasarrufu yapılmalı ve çevre bilinci artırılmalıdır.

3. Hâl değişimiyle ilgili bazı örnek olaylar aşağıdaki görsellerde verilmiştir. Her bir örnek olayda ele alınan ve hâl değişimi üzerinde etkili olan niteliği tartışarak tespit ediniz. Ulaştığınız sonucu görselin yanındaki alana yazınız.

a- Baharın gelişiyle ovalardaki karlar erirken dağların zirvesindeki karlar uzun süre erimez.

Cevap: Bu durumun nedeni basınçtır. Dağların zirvesindeki karlar, daha düşük atmosfer basıncına sahip olduğundan, erime için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar. Ayrıca zirvedeki karlar daha soğuk ortamlarda bulunduğu için daha uzun süre erimez.

b) Kışın araç lastiklerinin temas ettiği yüzeylerdeki kar ve buzlar diğer bölgelerdeki kar ve buzlara göre daha hızlı erir.

Cevap: Kışın araç lastiklerinin temas ettiği yüzeylerdeki kar ve buzların diğer bölgelere göre daha hızlı erimesinin nedeni, sürtünme ve basınç etkisidir. Araçlar hareket ettikçe lastikler ile yüzey arasında sürtünme meydana gelir. Bu sürtünme, ısı üretir ve bu ısı, kar ve buzun erimesini hızlandırır. Ayrıca, araçların lastikleri yere daha fazla basınç uygular, bu da karın erimesine katkıda bulunur. Bu özellik, özellikle trafik yoğunluğu olan bölgelerde karın daha hızlı erimesini sağlar.

Sayfa 228 Cevapları

c- Kışın araç lastiklerinin temas ettiği yüzeylerdeki kar ve buzlar diğer bölgelerdeki kar ve buzlara göre daha hızlı erir.

Cevap: Basınç. Araç lastikleri, zemine uyguladıkları basınç nedeniyle yüzeydeki kar ve buzu daha hızlı eritmeye sebep olur. Sürtünme ile de ısı üretildiği için erime daha hızlı gerçekleşir.

Kışın araç ve yaya güvenliğini sağlamak için yollara düzenli olarak tuz serpilir.

Cevap: Maddenin safsızlığı. Tuz, suyun donma noktasını düşürür, böylece kar ve buz daha hızlı erir. Tuzlu suyun donma noktası saf suya göre daha düşüktür.

ç- Tencerenin kapağı kapatılırsa içindeki su daha geç kaynar.

Cevap: Basınç. Kapağın kapalı olması, tencerenin içindeki buharın basıncını artırır, bu da suyun kaynamaya başlaması için daha yüksek sıcaklık gerektirir.

d- Erimeleri için yeterince sıcak bir ortamda bulunan bir miktar tereyağı, onunla eşit kütledeki buzdan daha çabuk erir.

Cevap: Maddenin cinsi. Tereyağının ısıyı daha hızlı iletmesi, onun daha çabuk erimesini sağlar. Buz, suyun katı hali olduğu için daha uzun süre erimeye karşı dayanıklıdır.

e- İri buz parçaları, küçük olanlara göre daha uzun süre erimeden kalabilir.

Cevap: Madde miktarı. Büyük buz parçalarının yüzey alanı küçük parçalara göre daha azdır, bu yüzden ısıyı daha yavaş alır ve erime süresi uzar.

4. Hâl değişimiyle ilgili günlük hayatta karşılaştığınız olaylara yukarıdakilerden farklı örnekler veriniz. Gözlemlediğiniz olaylar hakkında birbirinize sorular sorunuz ve olayları tartışarak hâl değişimini etkileyen nitelikleri tespit ediniz. Ulaştığınız sonuçları tabloya kaydediniz.

Sabah çiğinin buharlaşması:

• Etkileyen Nitelik: Sıcaklık
• Hâl Değişimini Etkileme Biçimi: Sıcaklık arttıkça buharlaşma hızlanır.

Kışın camlarda su buharının yoğuşması:

• Etkileyen Nitelik: Sıcaklık
• Hâl Değişimini Etkileme Biçimi: Hava soğuduğunda su buharı sıvıya dönüşür.

Buzdolabındaki suyun donması:

• Etkileyen Nitelik: Sıcaklık
• Hâl Değişimini Etkileme Biçimi: Düşük sıcaklık, suyun katı hale geçmesini sağlar.

Deniz suyunun tatlı suya göre daha geç donması:

• Etkileyen Nitelik: Maddenin safsızlığı
• Hâl Değişimini Etkileme Biçimi: İçindeki tuz miktarı donma noktasını düşürür.

5- Kütle miktarı ve maddenin cinsinin hâl değişimine etkisini gözlemleyebilmek amacıyla yapacağınız deney için öğretmeninizin rehberliğinde gruplar oluşturunuz.

Cevap: Grup olarak, farklı maddeler ve kütleler için sıcaklık değişimlerini ölçüp karşılaştıracağız. Deney sırasında güvenlik önlemleri alınacak ve sonuçlar kaydedilecektir.

6- Grubunuz içinde iş bölümünü adil bir şekilde yaparak aşağıda basamakları verilen deneyi yapınız. Güvenlik amacıyla deney süresince güvenlik gözlüğü ve eldiven kullanınız.

Cevap: Grup içi görev dağılımı şu şekilde yapılacaktır:

• Termometreyi takip etmek: Kişi 1 sıcaklık ölçümlerini yapar.
• Süreölçer kullanmak: Kişi 2 süreölçeri çalıştırır ve sıcaklık değerlerini her 30 saniyede kontrol eder.
• Deney düzeneklerini hazırlamak: Kişi 3 deney düzeneklerini kurar ve maddeyi ekler.
• Sonuçları kaydetmek: Kişi 4 sonuçları kaydeder ve deney sürecini izler.

a) Ocağın üstüne üçayağı, üçayağın üstüne de beheri yerleştiriniz.

1. Kişi 1: Ocağın üzerine üçayağı yerleştirir ve sabitler.

2. Kişi 2: Üçayağın üzerine beheri dikkatlice yerleştirir.

b) Beherin içine buzluktan yeni çıkardığınız 100 g’lık buz küpünü atınız ve buzun ilk sıcaklığını ölçerek tablonun ilgili bölümüne yazınız.

1. Kişi 3: Buz küpünü buzluktan çıkararak beherin içine yerleştirir.

2. Kişi 4: Termometreyi kullanarak buzun ilk sıcaklığını ölçer ve sonucu tabloya kaydeder.

Sayfa 229 Cevapları

c- Beherin altındaki ocağı yakarken aynı anda süreölçeri çalıştırınız. 30 saniyede bir termometrenin gösterdiği sıcaklık değerini ölçerek tablonun ilgili bölümüne yazınız.

Cevap: Beherin altına ocağı yerleştirip aynı anda süreölçeri çalıştırarak her 30 saniyede bir termometreyi kontrol ettik. Ölçülen sıcaklık değerleri, deneyde kullanılan maddeye göre kaydedildi.

ç- Buzun erimeye başladığı andan erimenin bittiği ana kadar geçen süreçte termometrenin gösterdiği değerleri tabloya yazınız.

Cevap: Buzun erime sürecinde, buzun ilk sıcaklığından erime tamamlanana kadar geçen her 30 saniyede sıcaklık değerlerini ölçtük ve tabloya yazdık. Bu veriler, buzun erime sürecini göstermektedir.

d- Suyun sıcaklığı 50°C'a ulaştığı an süreölçeri durdurunuz ve deneyi sonlandırınız.

Cevap: Suyun sıcaklığı 50°C'a ulaştığında süreölçeri durdurarak deneyi sonlandırdık. Bu, deneyi tamamlamamız için belirlenen sıcaklık noktasıydı.

e- Aynı basamakları izleyerek deneyi 200 g buz, 100 g bal mumu, 200 g bal mumu ile tekrarlayınız.

Cevap: Deneyi tekrarlarken, 200 g buz, 100 g bal mumu ve 200 g bal mumu kullanarak her bir madde için aynı işlemleri izledik. Her bir madde için sıcaklık değişimlerini ölçüp tabloya kaydettik.

Sıcaklık Değerleri (Her 30 Saniyede Ölçülen):

7- Tablodaki verilerden yararlanarak kütle miktarı ve maddenin cinsinin hâl değişimi üzerindeki etkisine yönelik çıkarımlarda bulununuz.

Kütle miktarı arttıkça hâl değişimi süresi uzar.

• 200 g buz, 100 g buzdan daha geç erimiştir.
• 200 g bal mumu, 100 g balmumuna göre daha uzun sürede erimiştir.

Maddenin cinsi hâl değişim süresini etkiler.

• Buz, bal mumuna göre daha hızlı erimiştir.
• Bal mumu, farklı kimyasal yapısı nedeniyle suya göre daha farklı sıcaklık değişimi göstermiştir.

8- Deneyden elde ettiğiniz verilerden ve çıkarımlarınızdan yararlanarak deneyde kullandığınız her bir madde için sıcaklığın zamana bağlı değişim grafiğini çiziniz.

Cevap: Bu soruda elde edilen verilerle her bir madde için sıcaklık değişiminin zamana bağlı grafiği çizilmelidir. Veriler toplandıktan sonra her madde için ayrı grafikleri çizmeniz gerekmektedir.

Sayfa 230 Cevapları

9- Çizdiğiniz grafikler üzerinden bir maddenin tamamen hâl değiştirmesi için gereken ısının maddenin kütlesi ve cinsiyle ilişkisini açıklayınız. Bu ilişkinin matematiksel modeline dair bir önerme sununuz.

Cevap: Bir maddenin tamamen hâl değiştirmesi için gereken ısı, maddenin kütlesi ve cinsi ile doğrudan ilişkilidir. Kütle arttıkça gereken ısı miktarı da artar. Ayrıca, farklı maddeler farklı hâl değişim sıcaklıklarına sahip olduğu için, her maddenin hâl değişimi için gereken ısı da farklıdır. Bu ilişkiyi matematiksel modelle şu şekilde ifade edebiliriz:
Q = m * L
Burada, Q toplam ısıyı, m kütleyi ve L maddelerin özgül hâl değişim ısısını temsil eder. L, her maddenin cinsine bağlıdır ve her madde için farklı bir değere sahiptir.

10- Hâl değişimini etkileyen niteliklerle ilgili topladığınız verileri önerdiğiniz matematiksel modeli kullanarak değerlendiriniz. Ulaştığınız sonucu tabloya yazınız ve bilimsel bilgiler ışığında deneyinizden beklenen sonuçla karşılaştırınız.

Cevap: Deneydeki verileri kullanarak, matematiksel modelle elde edilen sonuçlarla karşılaştırma yapabiliriz. Örneğin, buzun erimesi için gereken ısı hesaplandığında, 100 g buz için gereken ısı ile 200 g buz için gereken ısı arasında orantılı bir ilişki beklenir. Bu da modelin doğruluğunu gösterir.
Deney sonuçları, Q = m * L modeline oldukça uyumludur.

11- Deneyden beklediğiniz sonuç ile önerdiğiniz matematiksel modeli kullanarak ulaştığınız sonuç arasında farklılık var mı? Varsa bu farklılık neden kaynaklanmış olabilir?

Cevap: Deney sonuçları ile matematiksel model arasında büyük bir fark yoktur, ancak küçük sapmalar olabilir. Bu sapmalar, çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir:

• Isı kaybı: Deney sırasında çevreye ısı kaybı olabilir.
• Ölçüm hataları: Termometre ya da diğer ölçüm araçlarında küçük hatalar olabilir.
• Maddenin saflığı: Buzun saflığı, erime sürecini etkileyebilir.
• Isıtıcının eşit ısı vermemesi: Isıtıcıların eşit ısı sağlamaması da sapmalara yol açabilir.

Genel olarak, matematiksel modelimiz deney verileriyle uyumludur.

Değerlendirme Sorusu:

Soru: Buz pateni sporcuları, ayaklarına paten giyerek buz pistine çıkarlar. Patenci buz üstünde kayarken patenin buza temas ettiği kısımlarda buz erir, buzda yarıklar oluşur ve paten bu yarıkların içinden ilerler. Patenci bu bölgeden geçtikten hemen sonra buz tekrar donarak eski hâline gelir. Patenin buza temas ettiği kısımlardaki buzların erimesinin nedeni nedir? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Cevap: Patenin alt kısmı çok ince metalden yapılır, bu da buza uygulanan basıncı artırır. Artan basınç, buzun erime sıcaklığını düşürür, bu da buzun daha düşük sıcaklıklarda erimesine neden olur. Patenin buza uyguladığı basınç, buzun erime noktasını düşürür ve bu yüzden buz, patenin altında erir. Bu erime işlemi patenin geçtiği alanda geçici bir su tabakası oluşturur ve ardından paten geçtikten sonra buz tekrar donarak eski hâline gelir.

Sayfa 231 Cevapları

Soru 2: Hâl değiştirmesi için maddeye verilen ısı miktarının maddenin kütlesine oranı, maddeler için ayırt edici bir özellik olarak kullanılabilir mi? Gerekçesiyle açıklayınız.

Cevap: Evet, kullanılabilir. Çünkü bir maddenin 1 gramının hâl değiştirmesi için gereken ısı miktarı, o maddenin hâl değiştirme ısısıdır (L) ve bu değer maddeye özgüdür. Yani her maddenin hâl değiştirme ısısı farklıdır. Bu yüzden, Q/m oranı (verilen ısı/kütle) sabit olup ayırt edici bir özellik olarak kullanılabilir.

Soru 3: Maddelerin hâl değişimi boyunca sıcaklık değişimi nasıl olur? Maddelerin hâl değiştirme sıcaklığı, maddeler için ayırt edici özellik olarak kullanılabilir mi? Gerekçesiyle açıklayınız.

Cevap: Maddeler hâl değiştirirken sıcaklıkları sabit kalır. Çünkü bu süreçte verilen ısı, tanecikler arası bağları koparmaya gider, sıcaklığı artırmaz. Her maddenin hâl değiştirme sıcaklığı farklı olduğu için bu sıcaklık, ayırt edici bir özelliktir. Örneğin saf su her zaman 0 °C'de donar, 100 °C'de kaynar. Bu nedenle hâl değiştirme sıcaklığı maddeleri ayırt etmede kullanılabilir.