Soru: Isı yalıtılmış ortamda K, L, M katı cisimlerinin sıcaklıklarının değişimleri ve ısı enerji hesaplarıyla ilgili verilen durumların değerlendirilmesi.
Sorunun Analizi:
K, L ve M katı cisimleri ısı yalıtılmış bir ortamda birbirleriyle temasa geçiyor. Başlangıç sıcaklıkları sırasıyla 20 °C, 30 °C ve 50 °C’dir. Cisimlerin toplam ısı alışverişi sonucunda denge sıcaklığı 40 °C olarak belirtilmiş.
Verilen Yargılar:
- I. Sıcaklık değişimi en fazla olan cisim K’dir.
- II. İç enerji değişimi en fazla olan cisim M’dir.
- III. L ve M’nin ısı sığaları eşittir.
Bu yargılardan hangilerinin doğru olduğunu anlamak için her birini detaylandırarak inceleyelim.
1. I. Sıcaklık değişimi en fazla olan cisim K’dir.
Sıcaklık değişimi şu şekilde hesaplanır:
\Delta T = |T_{\text{başlangıç}} - T_{\text{denge}}|
Cisimler için başlangıç ve denge sıcaklıkları verilmiş:
- K cismi için:
Başlangıç sıcaklığı: 20 °C
Denge sıcaklığı: 40 °C
Sıcaklık değişimi:
\Delta T_K = |40 - 20| = 20 \,^\circ \text{C}
- L cismi için:
Başlangıç sıcaklığı: 30 °C
Denge sıcaklığı: 40 °C
Sıcaklık değişimi:
\Delta T_L = |40 - 30| = 10 \,^\circ \text{C}
- M cismi için:
Başlangıç sıcaklığı: 50 °C
Denge sıcaklığı: 40 °C
Sıcaklık değişimi:
\Delta T_M = |40 - 50| = 10 \,^\circ \text{C}
Sonuç: K cisminin sıcaklık değişimi 20 °C ile en büyük değeri alıyor. Bu nedenle, “I. yargı doğrudur.”
2. II. İç enerji değişimi en fazla olan cisim M’dir.
İç enerji değişimi formülü:
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
Burada:
- m: Cismin kütlesi,
- c: Isı sığası (özgül ısı),
- \Delta T: Sıcaklık değişimi.
Soruda sadece sıcaklık değişimleri ve denge sıcaklığı verildiği için cisimlerin ısa sığaları ve kütleleri hakkında kesin bilgi yok. Ancak şu detayları göz önünde bulundurabiliriz:
- En yüksek sıcaklık değişimine sahip K cismi olduğu için Q değeri açısından kütle ve ısı sığası bu karşılaştırmayı belirler.
- Ancak “en fazla iç enerji değişimi” denildiğinden yüksek sıcaklık farkına sahip cisimlerin kütleleri konusunda daha fazla veri sat ayaneî Kapacaktır<-END