Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Adım 1: Isı transferi ve sıcaklık değişimi formülünü belirle.
Sıvılara eşit kütle (m) ve eşit miktarda ısı (Q) verildiği belirtilmiştir. Bir maddenin sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) için ısı transferi formülü şöyledir:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)
Buradan sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) şu şekilde ifade edilebilir:
\(\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c}\)
- Adım 2: Özısılar arasındaki ilişkiyi ve sıcaklık değişimini karşılaştır.
Q ve m sabit olduğundan, sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) özısı (c) ile ters orantılıdır (\(\Delta T \propto \frac{1}{c}\)). Yani, özısısı küçük olan sıvının sıcaklık değişimi büyük, özısısı büyük olan sıvının sıcaklık değişimi küçük olacaktır.
Tablodaki özısı değerleri:
- \(c_X = 2257 \, \text{J/g}^\circ\text{C}\)
- \(c_Y = 393 \, \text{J/g}^\circ\text{C}\)
- \(c_Z = 854 \, \text{J/g}^\circ\text{C}\)
Özısıların sıralaması (küçükten büyüğe): \(c_Y < c_Z < c_X\).
Bu durumda, sıcaklık değişimlerinin sıralaması (büyükten küçüğe): \(\Delta T_Y > \Delta T_Z > \Delta T_X\).
- Adım 3: Her bir yargıyı değerlendir.
Başlangıç sıcaklıklarının eşit olduğu varsayılır.
- I. Son sıcaklığı en yüksek olan sıvı Z sıvıdır.
Sıcaklık değişimi en büyük olan Y sıvısıdır (\(\Delta T_Y\)). Dolayısıyla, başlangıç sıcaklıkları eşitse, son sıcaklığı en yüksek olan Y sıvısı olacaktır. Bu yargı yanlıştır.
- II. Son sıcaklığı en düşük olan sıvı X sıvıdır.
Sıcaklık değişimi en küçük olan X sıvısıdır (\(\Delta T_X\)). Dolayısıyla, başlangıç sıcaklıkları eşitse, son sıcaklığı en düşük olan X sıvısı olacaktır. Bu yargı doğrudur.
- III. Son durumda, toplam hareket enerjisi en büyük olan Y sıvısıdır.
Toplam hareket enerjisi (kinetik enerji) hem sıcaklığa hem de madde miktarına (parçacık sayısına) bağlıdır (\(E_k = \frac{3}{2} N k T\)). Eşit kütleli olsalar da, farklı maddelerin molar kütleleri farklı olacağından, parçacık sayıları (N) farklı olabilir. Y sıvısının sıcaklığı en yüksek olsa bile, molar kütlesi hakkında bilgi olmadığı için toplam hareket enerjisinin en büyük olduğunu kesin olarak söyleyemeyiz. Bu yargı yanlıştır.
- IV. Sıcaklık değişiminin en fazla olduğu sıvı Y sıvıdır.
Adım 2'de belirlendiği gibi, özısısı en küçük olan Y sıvısının sıcaklık değişimi (\(\Delta T_Y\)) en büyüktür. Bu yargı doğrudur.
- I. Son sıcaklığı en yüksek olan sıvı Z sıvıdır.
- Adım 4: Doğru yargıları belirle.
Değerlendirme sonucunda II ve IV numaralı yargılar doğrudur.
Cevap C seçeneğidir.