Verilen soruda, özdeş kaplardaki suların sıcaklığını 50 °C'ye çıkarmak için gereken ısı enerjisinin en fazla olduğu durumu bulmamız isteniyor.

• Isı enerjisi ($Q$) formülü şöyledir: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$
• Burada:
  • $m$: Kütle
  • $c$: Öz ısı
  • $\Delta T$: Sıcaklık değişimi ($T_{son} - T_{ilk}$)
• Tüm kaplardaki madde su olduğu için öz ısı ($c$) sabittir.
• Tüm kaplardaki suyun kütlesi 300 g olduğu için kütle ($m$) sabittir.
• Hedef sıcaklık tüm durumlar için 50 °C'dir.
• Bu durumda, gereken ısı enerjisi ($Q$), sıcaklık değişimi ($\Delta T$) ile doğru orantılıdır. Yani, $\Delta T$ değeri en büyük olan kap için en fazla ısı enerjisi gerekir.

Şimdi her bir seçenek için sıcaklık değişimini ($\Delta T$) hesaplayalım:

• A) Başlangıç sıcaklığı 40 °C. $\Delta T_A = 50 \text{ °C} - 40 \text{ °C} = 10 \text{ °C}$
• B) Başlangıç sıcaklığı 10 °C. $\Delta T_B = 50 \text{ °C} - 10 \text{ °C} = 40 \text{ °C}$
• C) Başlangıç sıcaklığı 20 °C. $\Delta T_C = 50 \text{ °C} - 20 \text{ °C} = 30 \text{ °C}$
• D) Başlangıç sıcaklığı 30 °C. $\Delta T_D = 50 \text{ °C} - 30 \text{ °C} = 20 \text{ °C}$

Hesaplamalar sonucunda en büyük sıcaklık değişimi ($\Delta T$) 40 °C ile B seçeneğinde gerçekleşmektedir. Bu nedenle, B seçeneğindeki suyu 50 °C'ye çıkarmak için diğerlerinden daha fazla ısı enerjisi verilmesi gerekir.

Cevap B seçeneğidir.