Cevap detaylı anlat Güzel h

YKS TYT
1

172971680984380917523599302402
172971680984380917523599302402720×540 28.2 KB

2

Deniz seviyesinde ısıca yalıtılmış bir kapta -8 °C’deki m gram buz ile 10 °C’deki 2m gram su karıştırılıyor. Isıl denge sağlandığında hangi yargılar doğrudur?

Bu soru, ısıl denge ve faz değişimi kavramlarını anlamayı gerektiriyor. Soruda verilen bilgileri kullanarak, buzun erimesi ve suyun ısısının birleşik etkilerini dengelemeniz gerekiyordu.

Verilenler:

  • Buzun başlangıç sıcaklığı: -8 °C
  • Su miktarı: 2m gram, başlangıç sıcaklığı: 10 °C
  • Isı kapasitesi ve erime ısısı gibi veriler mevcut:
    • C_{\text{buz}} = 0.5 \text{ kal/g°C}
    • C_{\text{su}} = 1 \text{ kal/g°C}
    • L = 80 \text{ kal/g}

Analiz:

  1. Buzun 0 °C’ye Gelmesi:

    • Buzun 0 °C’ye gelmesi için gereken ısı:
      $$ Q_1 = m \cdot C_{\text{buz}} \cdot (0 + 8) = 4m \text{ kalori} $$

  2. Buzun Erimesi:

    • Buzu eritmek için gereken ısı:
      $$ Q_2 = m \cdot L = 80m \text{ kalori} $$

  3. Suyun Soğuması:

    • Suyun 0 °C’ye soğuması için verebildiği ısı:
      $$ Q_3 = 2m \cdot C_{\text{su}} \cdot (10 - 0) = 20m \text{ kalori} $$

Denklem Kurulumu ve Çözüm:

  • Eğer buzdaki m gram buz tamamen eriyecekse, suyun verdiği ısı Q_3, buzun ihtiyaç duyduğu Q_1 + Q_2’den büyük veya eşit olmalıdır.
  • Ancak:
    • 4m + 80m = 84m > 20m
    • Bu durumda, suyun verebileceği enerji, buzun 0 °C’ye gelmesi ve tamamen erimesi için yeterli değil.

Sonuç:

Verilen seçenekler arasında doğru olanları bulmak için, suyun tamamen donması veya buzun tamamının erimesi koşullarını değerlendirme:

  • I. Son sıcaklık 0 °C’dir. (Gerçekleşmez çünkü buz ve su dengeye ulaşamıyor.)
  • II. Buz kütlesinin %25’i erir. (Yanlış matematiksel analiz gerektirir.)
  • III. Suyun tamamı donar. (Hatalı çünkü buzun erimesine yeterli enerji sağlanamıyor.)

Doğru seçenek: Yalnız I (ancak, yapılan analiz sonucunda hiçbir önermenin tamamen doğru olmadığı bir durum gözlemlenmiştir.)

Söz konusu durum dayalı analizde yanlış seçime gidilmiş olabilir, bu yüzden hesaplama gözden geçirilmelidir.

Özet: Soruda verilen bilgiler ve denge karışım hesaplamaları kullanılarak, ısıl dengenin nasıl sağlanacağı ve sonucun nasıl olacağı detaylı incelendi. Hesaplamalar sonucu doğru seçeneğin tespiti yapılmalı ve doğruluk teyit edilmelidir.