Sorunun Çözümü
Soruyu adım adım inceleyelim:
- Başlangıç Durumu: I. kapta 10°C, II. kapta 90°C sıcaklıkta, eşit hacimde su bulunmaktadır. Eşit hacim ve aynı madde (su) olduğu için kütleleri de eşittir.
- Isı Alışverişi Prensibi: Isı, her zaman sıcak olandan soğuk olana doğru akar. Bu akış, sistem termal dengeye ulaşana kadar devam eder.
Şimdi yargıları değerlendirelim:
- I. kaptaki su ısı alır.
- I. kaptaki su 10°C (soğuk), II. kaptaki su 90°C (sıcak) olduğundan, karışım oluştuğunda 10°C'deki su, 90°C'deki sudan ısı alacaktır.
- Bu yargı doğrudur.
- II. kaptaki su ısı verir.
- II. kaptaki su 90°C (sıcak) olduğundan, 10°C'deki suya ısı verecektir.
- Bu yargı doğrudur.
- Isı alışverişi sıcaklık 50°C olana kadar devam eder.
- Eşit kütleli (eşit hacimli) ve aynı cins (su) iki sıvının farklı sıcaklıklarda karıştırılması durumunda, denge sıcaklığı iki sıcaklığın aritmetik ortalaması olacaktır.
- Denge sıcaklığı \(T_{denge} = \frac{T_1 + T_2}{2}\) formülü ile bulunur.
- \(T_{denge} = \frac{10^\circ C + 90^\circ C}{2} = \frac{100^\circ C}{2} = 50^\circ C\).
- Isı alışverişi, sistem 50°C denge sıcaklığına ulaşana kadar devam edecektir.
- Bu yargı doğrudur.
Tüm yargılar doğru olduğu için doğru seçenek I, II ve III'ü içeren seçenektir.
Cevap D seçeneğidir.