Isı aktarımı, bir maddeden diğerine enerji geçişini ifade eder ve iletim, konveksiyon (taşınım) ve ışıma yollarıyla gerçekleşir. Isı iletimi, genellikle katı maddelerde görülür ve sıcaklığı yüksek olan maddeden düşük olan maddeye doğru enerji akışı olur. Isı iletim hızı, bir maddenin ısıl iletkenliği, kalınlığı, yüzey alanı ve sıcaklık farkına bağlıdır. Örneğin, metallerin ısıl iletkenliği yüksektir, bu nedenle ısıyı hızla iletebilirler. Isı aktarım yolları ve iletim hızı, termodinamik ve mühendislik uygulamaları kadar günlük yaşamımızda da önemlidir; örneğin, ısıtıcıların tasarımı ya da yalıtımlı binaların inşasında bu kavramlar göz önünde bulundurulur.

9. Sınıf Isı Aktarım Yolları ve Isı İletim Hızı Testleri (Yeni Müfredat)

Çözümlü Örnek Test Soruları

Soru 1: Bir alüminyum çubuğun ısıl iletkenlik katsayısı 200 W/mK, uzunluğu 1 metre, kesit alanı 0,01 m² ve bir ucu 100°C, diğer ucu 20°C sıcaklıktadır. Çubuk boyunca iletilen ısı miktarı (hız) nedir?
A) 160 W
B) 200 W
C) 320 W
D) 400 W
E) 800 W
Çözüm: Isı iletim hızı formülü Q/t = k × A × ΔT / L’dir. Burada k = 200, A = 0,01, ΔT = 100 – 20 = 80, L = 1. Q/t = 200 × 0,01 × 80 / 1 = 160 W. Doğru cevap: A

Soru 2: 0,5 m uzunluğundaki bir bakır telin (ısıl iletkenlik katsayısı 390 W/mK) bir ucu 200°C, diğer ucu 20°C’dir. Kesit alanı 0,005 m² olan bu telde ısı iletim hızı nedir?
A) 500 W
B) 702 W
C) 1404 W
D) 2340 W
E) 3900 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 390, A = 0,005, ΔT = 200 – 20 = 180, L = 0,5. Q/t = 390 × 0,005 × 180 / 0,5 = 702 W. Doğru cevap: B

Soru 3: Bir demir levhanın bir yüzü 80°C, diğer yüzü 40°C sıcaklıktadır. Levhanın kalınlığı 0,2 m, yüzey alanı 1 m² ve ısıl iletkenlik katsayısı 80 W/mK olduğuna göre ısı iletim hızı nedir?
A) 16 W
B) 80 W
C) 320 W
D) 400 W
E) 640 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 80, A = 1, ΔT = 80 – 40 = 40, L = 0,2. Q/t = 80 × 1 × 40 / 0,2 = 1600 W. Doğru cevap: C

Soru 4: Camdan yapılmış bir pencere camının kalınlığı 0,005 m, yüzey alanı 2 m² ve ısıl iletkenlik katsayısı 1 W/mK’dir. Camın bir yüzü 30°C, diğer yüzü 10°C ise ısı iletim hızı nedir?
A) 40 W
B) 60 W
C) 80 W
D) 100 W
E) 120 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 1, A = 2, ΔT = 30 – 10 = 20, L = 0,005. Q/t = 1 × 2 × 20 / 0,005 = 800 W. Doğru cevap: C

Soru 5: Bir duvarın kalınlığı 0,3 m, yüzey alanı 10 m² ve ısıl iletkenlik katsayısı 0,8 W/mK’dir. Duvarın bir tarafındaki sıcaklık 25°C, diğer tarafındaki sıcaklık 15°C’dir. Duvar boyunca geçen ısı miktarı nedir?
A) 10 W
B) 20 W
C) 80 W
D) 200 W
E) 267 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 0,8, A = 10, ΔT = 25 – 15 = 10, L = 0,3. Q/t = 0,8 × 10 × 10 / 0,3 = 267 W. Doğru cevap: E

Soru 6: Uzunluğu 2 m olan bir çelik borunun (ısıl iletkenlik katsayısı 50 W/mK) kesit alanı 0,02 m² ve sıcaklık farkı 100°C’dir. Borudan geçen ısı miktarı nedir?
A) 25 W
B) 50 W
C) 100 W
D) 200 W
E) 500 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 50, A = 0,02, ΔT = 100, L = 2. Q/t = 50 × 0,02 × 100 / 2 = 50 W. Doğru cevap: B

Soru 7: Bir alüminyum levhanın yüzey alanı 1 m², kalınlığı 0,01 m ve bir yüzü 150°C, diğer yüzü 50°C’dir. Alüminyumun ısıl iletkenlik katsayısı 205 W/mK’dir. Isı iletim hızı nedir?
A) 2000 W
B) 2050 W
C) 3000 W
D) 4100 W
E) 5000 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 205, A = 1, ΔT = 150 – 50 = 100, L = 0,01. Q/t = 205 × 1 × 100 / 0,01 = 205000 W. Doğru cevap: B

Soru 8: Bir borunun kalınlığı 0,02 m, yüzey alanı 0,5 m² ve ısıl iletkenlik katsayısı 30 W/mK’dir. Borunun bir ucundaki sıcaklık 80°C, diğer ucundaki sıcaklık 40°C ise, borudan geçen ısı miktarı nedir?
A) 300 W
B) 600 W
C) 1200 W
D) 1500 W
E) 2400 W
Çözüm: Q/t = k × A × ΔT / L formülüyle hesaplanır. k = 30, A = 0,5, ΔT = 80 – 40 = 40, L = 0,02. Q/t = 30 × 0,5 × 40 / 0,02 = 30000 W. Doğru cevap: C