💡 9. Sınıf Fizik: Madde ve Özellikleri Çözümlü Sorular

Bu soruda, özkütle formülünü kullanarak cismin özkütlesini bulacağız.

📌 Özkütle Formülü:

• Özkütle (\(d\)) = Kütle (\(m\)) / Hacim (\(V\))

💡 Verilenler:

• Kütle (\(m\)) = 150 g
• Hacim (\(V\)) = 50 cm³

👉 Hesaplama: \[ d = \frac{m}{V} \] \[ d = \frac{150 \text{ g}}{50 \text{ cm}^3} \] \[ d = 3 \text{ g/cm}^3 \]
✅ Sonuç: Cismin özkütlesi 3 g/cm³'tür.

Bu soruda önce taşın hacmini, sonra da özkütlesini hesaplayacağız.
📌 Adım 1: Taşın Hacmini Bulma

• Taşın hacmi, dereceli silindirdeki su seviyesindeki artışa eşittir.
• Başlangıç su seviyesi = 60 cm³
• Son su seviyesi = 95 cm³

👉 Hesaplama: \[ V_{\text{taş}} = V_{\text{son}} - V_{\text{başlangıç}} \] \[ V_{\text{taş}} = 95 \text{ cm}^3 - 60 \text{ cm}^3 \] \[ V_{\text{taş}} = 35 \text{ cm}^3 \]
📌 Adım 2: Taşın Özkütlesini Bulma

• Taşın kütlesi (\(m\)) = 140 g
• Taşın hacmi (\(V\)) = 35 cm³ (Adım 1'den)

👉 Hesaplama: \[ d_{\text{taş}} = \frac{m_{\text{taş}}}{V_{\text{taş}}} \] \[ d_{\text{taş}} = \frac{140 \text{ g}}{35 \text{ cm}^3} \] \[ d_{\text{taş}} = 4 \text{ g/cm}^3 \]
✅ Sonuç: Taşın özkütlesi 4 g/cm³'tür.

Önce küpün hacmini bulacak, ardından özkütle formülünden kütlesini hesaplayacağız.
📌 Adım 1: Küpün Hacmini Bulma

• Küpün bir kenar uzunluğu (\(a\)) = 4 cm
• Küpün hacim formülü: \(V = a^3\)

👉 Hesaplama: \[ V = (4 \text{ cm})^3 \] \[ V = 4 \text{ cm} \times 4 \text{ cm} \times 4 \text{ cm} \] \[ V = 64 \text{ cm}^3 \]
📌 Adım 2: Küpün Kütlesini Bulma

• Küpün özkütlesi (\(d\)) = 2.5 g/cm³
• Küpün hacmi (\(V\)) = 64 cm³ (Adım 1'den)
• Özkütle formülü: \(d = m/V\) ise, kütle formülü: \(m = d \times V\)

👉 Hesaplama: \[ m = d \times V \] \[ m = 2.5 \text{ g/cm}^3 \times 64 \text{ cm}^3 \] \[ m = 160 \text{ g} \]
✅ Sonuç: Küpün kütlesi 160 gramdır.

Her bir maddenin özkütlesini ayrı ayrı hesaplayıp karşılaştırma yapacağız.

📌 Özkütle Formülü: \(d = m/V\)
💡 K Maddesi İçin:

• Kütle (\(m_K\)) = 60 g
• Hacim (\(V_K\)) = 20 cm³

👉 Hesaplama: \[ d_K = \frac{60 \text{ g}}{20 \text{ cm}^3} = 3 \text{ g/cm}^3 \]
💡 L Maddesi İçin:

• Kütle (\(m_L\)) = 80 g
• Hacim (\(V_L\)) = 40 cm³

👉 Hesaplama: \[ d_L = \frac{80 \text{ g}}{40 \text{ cm}^3} = 2 \text{ g/cm}^3 \]
💡 M Maddesi İçin:

• Kütle (\(m_M\)) = 100 g
• Hacim (\(V_M\)) = 25 cm³

👉 Hesaplama: \[ d_M = \frac{100 \text{ g}}{25 \text{ cm}^3} = 4 \text{ g/cm}^3 \]
👉 Karşılaştırma:

• \(d_K = 3 \text{ g/cm}^3\)
• \(d_L = 2 \text{ g/cm}^3\)
• \(d_M = 4 \text{ g/cm}^3\)

✅ Sonuç: Maddelerin özkütleleri arasındaki ilişki \(d_M > d_K > d_L\) şeklindedir.

Maddenin üç temel hali olan katı, sıvı ve gaz hallerinin özelliklerini hatırlayalım.
📌 Maddenin Halleri ve Özellikleri:

• A) Tanecikli yapıya sahip olma: Tüm maddeler (katı, sıvı, gaz) tanecikli yapıya sahiptir. Bu, ortak bir özelliktir.
• B) Hacminin ve şeklinin belirli olması: Bu özellik sadece katılara aittir. Sıvıların belirli hacmi olmasına rağmen belirli şekilleri yoktur, bulundukları kabın şeklini alırlar. Gazların ise belirli hacmi ve belirli şekli yoktur, bulundukları kabın hacmini ve şeklini alırlar. Dolayısıyla bu, ortak bir özellik değildir.
• C) Kütleye sahip olma: Kütle, maddenin ortak özelliklerinden biridir. Tüm maddeler kütleye sahiptir.
• D) Atom veya moleküllerden oluşma: Maddenin temel yapı taşları atomlar veya moleküllerdir. Bu da tüm maddeler için geçerli bir özelliktir.
• E) Enerjiye sahip olma: Tüm maddeler, iç enerjileri nedeniyle enerjiye sahiptir. Bu da ortak bir özelliktir.

✅ Cevap: Maddenin katı, sıvı ve gaz hallerinin ortak özelliklerinden olmayan seçenek B) Hacminin ve şeklinin belirli olması'dır.

Adezyon (yapışma) ve kohezyon (birbirini tutma) kuvvetlerinin tanımlarını hatırlayarak verilen örnekleri inceleyelim.
📌 Adezyon (Yapışma): Farklı cins moleküllerin birbirini çekmesidir. 📌 Kohezyon (Birbirini Tutma): Aynı cins moleküllerin birbirini çekmesidir.
💡 Örneklerin Analizi:

1. Yağmur damlalarının cam yüzeyinde tutunması: Yağmur damlasının (su molekülleri) cam yüzeyine (silikat molekülleri) yapışmasıdır. Farklı cins moleküller arasında olduğu için adezyon kuvvetinin bir etkisidir.
2. Cıva damlasının küresel şekil alması: Cıva moleküllerinin birbirini çok kuvvetli çekmesi (kohezyon) nedeniyle en küçük yüzey alanına sahip olan küresel şekli almasıdır. Aynı cins moleküller arasında olduğu için kohezyon kuvvetinin bir etkisidir.
3. Peçetenin suyu emmesi: Peçetenin lifleri ile su molekülleri arasındaki çekim kuvveti, suyun peçetenin kılcal boşluklarına yükselmesini sağlar. Bu, farklı cins maddeler arasındaki çekim olduğu için adezyon kuvvetinin bir etkisidir (aynı zamanda kılcallık olayının temelinde adezyon vardır).

✅ Sonuç:

• 1. olay: Adezyon
• 2. olay: Kohezyon
• 3. olay: Adezyon

Bileziğin özkütlesini hesaplayarak, saf altının özkütlesi ile karşılaştıracağız.
📌 Adım 1: Bileziğin Özkütlesini Hesaplama

• Bileziğin kütlesi (\(m\)) = 200 g
• Bileziğin hacmi (\(V\)) = 12 cm³
• Özkütle formülü: \(d = m/V\)

👉 Hesaplama: \[ d_{\text{bilezik}} = \frac{200 \text{ g}}{12 \text{ cm}^3} \] \[ d_{\text{bilezik}} \approx 16.67 \text{ g/cm}^3 \]
📌 Adım 2: Karşılaştırma ve Yorumlama

• Hesapladığımız bileziğin özkütlesi = 16.67 g/cm³
• Saf altının özkütlesi = 19.3 g/cm³

👉 Karşılaştırma: Bileziğin özkütlesi (\(16.67 \text{ g/cm}^3\)), saf altının özkütlesinden (\(19.3 \text{ g/cm}^3\)) daha küçüktür.
✅ Sonuç: Bu bilezik saf altın değildir. Çünkü özkütle, maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve bileziğin özkütlesi saf altının özkütlesiyle uyuşmamaktadır. Muhtemelen altın başka bir metal ile karıştırılmış (alaşım) veya içinde boşluklar bulunmaktadır.

Maddenin halleri ve hal değişimi sırasındaki özelliklerini değerlendirelim.
📌 İfadelerin Analizi:

• I. Kaynama sırasında sıcaklığı sabit kalır: Maddeler hal değiştirirken (erime, kaynama gibi) sıcaklıkları sabit kalır. Verilen enerji, maddenin sıcaklığını artırmak yerine tanecikler arasındaki bağları koparmak için kullanılır. Bu ifade doğrudur.
• II. Kaynamakta olan suyun özkütlesi, başlangıçtaki soğuk suyun özkütlesinden büyüktür: Suyun sıcaklığı arttıkça hacmi genellikle artar (su için +4°C'den itibaren). Hacim arttıkça özkütle (\(d = m/V\)) azalır. Ayrıca, kaynama sırasında su buhara dönüşür ve buharın özkütlesi suyun özkütlesinden çok daha küçüktür. Dolayısıyla, kaynamakta olan suyun (ve oluşan buharın) özkütlesi, soğuk suyun özkütlesinden daha küçük olacaktır. Bu ifade yanlıştır.
• III. Buharlaşma sırasında taneciklerinin kinetik enerjisi artar: Buharlaşma bir hal değişimi sürecidir ve bu süreçte sıcaklık sabit kalır (kaynama noktasında). Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık sabit kaldığı için taneciklerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. Ancak, daha yüksek kinetik enerjiye sahip tanecikler yüzeyden ayrılarak buharlaşır. Genel olarak hal değişimi sırasında taneciklerin potansiyel enerjisi artar, ortalama kinetik enerjisi (sıcaklık) sabit kalır. Bu ifade yanlıştır.

✅ Sonuç: Verilen ifadelerden sadece I doğrudur.