Sorunun Çözümü
Verilen problemde, özdeş ısıtıcılarla ısıtılan ve kütleleri eşit olan K, L ve M sıvılarının sıcaklık-zaman grafiği gösterilmiştir. Öz ısıları arasındaki ilişkiyi bulmak için ısı transferi formülünü kullanacağız.
- Isı Transferi Formülü: Bir maddeye verilen ısı miktarı \(Q\), kütlesi \(m\), öz ısısı \(c\) ve sıcaklık değişimi \(\Delta T\) ile ilişkilidir: \[Q = mc\Delta T\]
- Verilen Bilgiler:
- Özdeş ısıtıcılar kullanıldığı için, birim zamanda verilen ısı miktarı sabittir. Bu da demektir ki, geçen zaman (\(t\)) ile verilen ısı (\(Q\)) doğru orantılıdır (\(Q \propto t\)).
- Sıvıların kütleleri eşittir (\(m_K = m_L = m_M = m\)).
- Grafik Analizi: Öz ısıları karşılaştırmak için iki yöntemden birini kullanabiliriz:
- Aynı sıcaklık değişimini (\(\Delta T\)) esas alma: Grafikte, K, L ve M sıvılarının aynı sıcaklık değişimine (örneğin, grafikteki en yüksek sıcaklık değerine) ulaşmaları için geçen zamanlara bakalım.
- K sıvısı en kısa sürede bu sıcaklığa ulaşır (\(t_K\)).
- L sıvısı K'den daha uzun, M'den daha kısa sürede ulaşır (\(t_L\)).
- M sıvısı ise en uzun sürede bu sıcaklığa ulaşır (\(t_M\)).
- Aynı ısı miktarını (aynı zamanı) esas alma: Belirli bir zaman diliminde (örneğin, K sıvısının maksimum sıcaklığa ulaştığı zaman diliminde) sıvıların sıcaklık değişimlerine bakalım.
- Aynı zaman diliminde K sıvısının sıcaklık değişimi en büyüktür (\(\Delta T_K\)).
- L sıvısının sıcaklık değişimi ortadadır (\(\Delta T_L\)).
- M sıvısının sıcaklık değişimi ise en küçüktür (\(\Delta T_M\)).
- Aynı sıcaklık değişimini (\(\Delta T\)) esas alma: Grafikte, K, L ve M sıvılarının aynı sıcaklık değişimine (örneğin, grafikteki en yüksek sıcaklık değerine) ulaşmaları için geçen zamanlara bakalım.
- Sonuç: Her iki yöntem de aynı sonuca ulaşmaktadır: M sıvısının öz ısısı en büyük, K sıvısının öz ısısı ise en küçüktür. Yani, öz ısılar arasındaki ilişki M > L > K şeklindedir.
Cevap B seçeneğidir.