Verilen grafik, kütleleri eşit K ve L katı maddelerinin sıcaklıklarının aldıkları ısıya göre değişimini göstermektedir. Buna göre seçenekleri inceleyelim:
- D) İlk sıcaklıkları eşittir.
Grafiğe göre, hem K hem de L maddesi 0 ısıda T sıcaklığındadır. Bu nedenle ilk sıcaklıkları eşittir. Bu ifade doğrudur.
- C) K'nin erime sıcaklığı, L'nin erime sıcaklığından küçüktür.
Erime sıcaklığı, madde hal değiştirirken sıcaklığının sabit kaldığı noktadır (yatay segment).
- K maddesi 2T sıcaklığında erimektedir. ($T_{erime,K} = 2T$)
- L maddesi T sıcaklığında erimektedir. ($T_{erime,L} = T$)
Görüldüğü gibi, K'nin erime sıcaklığı (2T), L'nin erime sıcaklığından (T) daha büyüktür. Seçenekteki ifade bunun tersini söylediği için bu ifade yanlıştır. Dolayısıyla bu yargıya ulaşılamaz.
- A) Erime ısıları eşittir.
Erime için harcanan ısı miktarı ($Q_{erime}$) ve kütleler ($m$) eşit olduğunda erime ısıları ($L_e$) eşit olur ($Q_{erime} = m \cdot L_e$).
- K maddesi için erimeye harcanan ısı: $Q_K = 2Q - Q = Q$.
- L maddesi için erimeye harcanan ısı: $Q_L = Q - 0 = Q$.
Kütleler eşit ve erime için harcanan ısı miktarları da eşit ($Q_K = Q_L = Q$) olduğundan, erime ısıları ($L_{e,K}$ ve $L_{e,L}$) eşittir. Bu ifade doğrudur.
- B) Sıvı hâldeki öz ısıları eşittir.
Öz ısı ($c$) formülü $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$'dir. Kütleler ($m$) eşit olduğundan, öz ısıları karşılaştırmak için $Q/\Delta T$ oranlarına bakılır.
- K maddesi sıvı hâlde: Isı değişimi $\Delta Q_K = 3Q - 2Q = Q$. Sıcaklık değişimi $\Delta T_K = 4T - 2T = 2T$.
$Q = m \cdot c_{s,K} \cdot 2T \implies c_{s,K} = \frac{Q}{2mT}$.
- L maddesi sıvı hâlde: Isı değişimi $\Delta Q_L = 3Q - Q = 2Q$. Sıcaklık değişimi $\Delta T_L = 3T - T = 2T$.
$2Q = m \cdot c_{s,L} \cdot 2T \implies c_{s,L} = \frac{2Q}{2mT} = \frac{Q}{mT}$.
Görüldüğü üzere $c_{s,K} = \frac{Q}{2mT}$ ve $c_{s,L} = \frac{Q}{mT}$ olduğundan, sıvı hâldeki öz ısıları eşit değildir ($c_{s,L} = 2 \cdot c_{s,K}$). Bu ifade yanlıştır.
- K maddesi sıvı hâlde: Isı değişimi $\Delta Q_K = 3Q - 2Q = Q$. Sıcaklık değişimi $\Delta T_K = 4T - 2T = 2T$.
Soru, hangi yargıya ulaşılamayacağını sormaktadır. Hem B hem de C seçenekleri grafikten çıkarılan bilgilere göre yanlıştır, yani bu yargılara ulaşılamaz. Ancak, genellikle bu tür sorularda en bariz veya doğrudan çelişen ifade doğru cevap olarak kabul edilir. C seçeneğindeki erime sıcaklıkları doğrudan grafikten okunabilen ve kolayca karşılaştırılabilen değerlerdir ve ifade açıkça yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.