Isı alışverişi formülü $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ şeklindedir. Burada:
- $Q$: Alınan/verilen ısı
- $m$: Maddenin kütlesi
- $c$: Maddenin öz ısısı
- $\Delta T$: Sıcaklık değişimi
Soruda sıcaklık değişimlerinin ($\Delta T$) eşit olduğu belirtilmiştir. Kütleyi bulmak için formülü düzenlersek:
$m = \frac{Q}{c \cdot \Delta T}$
$\Delta T$ sabit olduğundan, kütleler arasındaki ilişkiyi bulmak için her madde için $\frac{Q}{c}$ oranını hesaplayabiliriz.
Grafiklerden K, L ve M maddeleri için ısı (Q) ve öz ısı (c) değerlerini okuyalım:
- K Maddesi: $Q_K = 3Q$, $c_K = 3x$
- L Maddesi: $Q_L = 4Q$, $c_L = 3x$
- M Maddesi: $Q_M = 3Q$, $c_M = 4x$
Şimdi her bir madde için kütleyi ($\Delta T$ cinsinden) hesaplayalım:
- K Maddesi için kütle ($m_K$):
$m_K = \frac{3Q}{3x \cdot \Delta T} = \frac{Q}{x \cdot \Delta T}$ - L Maddesi için kütle ($m_L$):
$m_L = \frac{4Q}{3x \cdot \Delta T} = \frac{4}{3} \frac{Q}{x \cdot \Delta T}$ - M Maddesi için kütle ($m_M$):
$m_M = \frac{3Q}{4x \cdot \Delta T} = \frac{3}{4} \frac{Q}{x \cdot \Delta T}$
Kütleleri karşılaştırmak için $\frac{Q}{x \cdot \Delta T}$ ifadesini bir birim olarak alırsak:
- $m_K \propto 1$
- $m_L \propto \frac{4}{3} \approx 1.33$
- $m_M \propto \frac{3}{4} = 0.75$
Bu değerleri karşılaştırdığımızda:
$\frac{4}{3} > 1 > \frac{3}{4}$
Dolayısıyla kütleler arasındaki ilişki:
$m_L > m_K > m_M$
Cevap C seçeneğidir.