FİZK 202. Ders 1. Termodinamik: Sıcaklık ve Isı. Yrd. Doç. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

(1)

FİZK 202

Ders 1

Termodinamik:

Sıcaklık ve Isı

Yrd. Doç. Dr. Ali ÖVGÜN

DAÜ Fizik Bölümü

www.aovgun.com

http://www.aovgun.com 1

(2)

SINIF KODU: j1ivmj

2

(3)

• Fen ve Edebiyat Fakültesinin 2018-2019 Bahar Döneminde uygulayacağı NG kriterinin teorik derslerin, uygulamaların, labların, quiz ve tüm sınavların yoklama olarak sayılmasıyla birlikte

%60 olmasına.

3

(4)

Dersin İçeriği

Bölüm A: Termodinamik 1. Sıcaklık

2. Isı ve Termodinamiğin 1. Kanunu 3. Gazların Kinetik Teorisi

4. Entropi ve Termodinamiğin 2.

Kanunu

Bölüm B: Elektrik ve Manyetizma 1. Elektrik Alanlar

2. Gauss Yasası

3. Elektriksel Potansiyel

4. Manyetik Alanlar ve Manyetık Alan Kaynakları

5. Faraday Yasası

⁴

(5)

• Ders Kitabı: Yazar: Serway & Beicher, Fen ve

Mühendislik için FİZİK-1 ve FİZİK-2, Palme Yayıncılık, 2002.

• Yardımcı Kitap: FİZİĞİN TEMELLERİ 1.KİTAP (HALLIDAY & RESNIK) Palme Yayinevi 2013

• Dersin Değerlendirmesi:

• Kısa Sınav 1 = 10 puan

• Ara Sınav= 25 puan

• Kısa Sınav 2= 10 puan

• Ödev=15 puan

• Final Sınavı= 40 puan

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

SICAKLIK

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

Örnek1:

Gündüzün sıcaklık 50 Fahrenheit (F)` e ulaştığında sıcaklık Celcius ve Kelvin derecesi olarak ne kadardır?

Örnek2: Bir tava suyun sıcaklığı 25 C den 80 Cye yükseltilecektir. Suyun sıcaklık değişimi Kelvin ve Fahrenheit ölçeklerine göre kaç derecedir?

Cevap: 328 K 131 F

Cevap: 10 C 283K

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Örnek3:

0 C deki uzunluğu 30 m olan bir demiryolu rayı veriliyor.

a) Sıcaklığın 40 C olduğu bir günde uzunluğu ne olur?

! = 11×10^&' °)^&*

Cvp: 0.013m

b) Uzamayı engellemek için demiryolu rayının uçları 0 Cde sabitleştirilmiş olsun. Eğer demiryolu rayının

sıcaklığı 40 C ye çıkarılırsa raydaki termal zor ne olur?

Çelik için Y= 20×10^*,-//⁰ Cvp: 1. 3×45³6/7⁸

Gerilme zoru= ⁹

: = ; ^∆=

=_>

(29)

Örnek4:

• Bir araştırmacı 20 C de uzunluğu 50 m olan şerit bir çubuk kullanmaktadır. Şerit çubuğun

üzerindeki çizgiler bu sıcaklık için kalibre edilmiştir. ! = 1.2×10

⁽⁾

°+

^(,

• Sıcaklığın 35 C olduğu sıcak bir yaz gününde metrenin uzunluğu nedir?

• Cvp: 50.009 m

(30)

Örnek5:

• 200 !"

^#

hacimli cam bir kap 20 C dek tamamen cıva ile doludur. Kabın sıcaklığı 100 C ye

çıkarıldığında ne kadar cıva taşar? Camın

doğrusal genleşme katsayısı 0.40 ×10

^'(

)

^'*

.

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

Örnek6: İdeal bir gazın 20 C de ve 100 Pa basınç altındaki hacmi 100 !"

^#

dür. Bu kaptaki gazın mol sayısını bulunuz. R= 8.315 J/mol.K

Cvp: 4.10×10

^'(

")*

Örnek7: Belirli bir tank 22 C, ve atmosfer basıncın 14 *+/-.

^/

da 6601

^#

hava alabilmektedir.

Havanın hacmi 3000 *+/-.

^/

basıncı altında 0.3501

^#

hacme sıkıştırılırsa tankın sıcaklığı artmakta ve

kullanılmadan önce soğutulması gerekmektedir.

Hava soğutulmazsa, sıcaklığı nedir?

Cvp: 319 K

(43)

Örnek8:

• Bir sprey kutusu içinde 2 atmosfer basıncında (202 kPa) 22 C de 125 !"

^#

sprey gazı vardır.

Sprey kutusu ateşe atılıyor ve sıcaklığı 195 Cye çıkıyorsa. Kutunun içindeki basınç ne

olur? Kutunun hacminde meydana gelebilecek hacim değişimlerini ihmal ediniz.

• Cvp: 320 kPa

(44)

(45)

(46)

PROBLEMLER

• 1) Sabit hacimli gazlı termometrede, 20 C deki basınç 0.980 atm dir. a) 45 C dek basınç nedir? b) Basınç 0.500 atm ise sıcaklık nedir?

• 2) Bir otomobil motorunun içi ile dışı arasındaki sıcaklık farkı 450 C dir. Bu sıcaklık farkını a) Fahrenheit ve b) Kelvin

ölçeğinde ifade ediniz.

• 3) Bir köprünün yay uzunluğu 518 m dir. Sıcaklığın -20 C den 35 C değişmesiyle boyundaki değişme ne olur?

• 4) Bir yol betonu sıcaklığın 20 C olduğu bir günde uçları sabitleştirilmiş şekilde dökülmüştür. a) 50 C sıcak bir günde

çimentoda zor(stress) nedir? b) Beton çatlar mı? Betonun Young modülü 7×10^%&/(⁾ ve boyuna dayanimi 2×10^%&/(⁾

(47)

• 5) Bir otomobil tekerleğine normal atmosfer basıncı ve 10 C de hava basılıyor. Hava ilk hacmin 28 % ine sıkıştırılıyor ve sıcaklığı 40 C ye yükseliyor. a) Tekerleğin basıncı ne olur? b) Araba yüksek süratte kullanıldıktan sorna tekrar hava sıcaklığı 85 C ye yükseliyor ve iç hacmi 2 % artıyor. Yeni teker basıncı nedir? Cevabı Pa olarak ifade ediniz. Bir atmosfer 14.70 lb/!"^#.

• 6)Bir sıcak hava balonunun kütlesi (içindeki hava hariç) 200 kg dır.

Balonun dışındaki havanın sıcaklığı 10 C ve basıncı 1 atm= 101 Pa dır. Balonun hacmi 400%^& 'ü). Balonun havalanabilmesi için

balondaki havanın sıcaklığı kaç derece artırılmalıdır? (10 C de hava yoğunluğu 1.25*+/%^&.

• 7) Herhangi bir gazın 1 molünün hacminin atmosfer (101.3 kPa) basıncında ve standart sıcaklıkta (273 K), 22.4 L olacağını

gösteriniz.

• 8) Oksijen gazı dolu bir tankta 4 atm basınçta 12 kg oksijen vardır.

Eğer tankın basıncı 25 atm olursa tanktan ne kadarlık oksijen alınmıştır? Tank sıcaklığını sabit ve oksijen gazı molekül ağırlığı 32 g/mol.