Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Başlangıç Durumu: Su 20°C sıcaklıktadır.
- Olay: Suyun içine bir demir bilye bırakılıyor.
- Son Durum: Isı alışverişi tamamlandığında suyun sıcaklığı 50°C olarak ölçülüyor.
- Varsayım: Isı alışverişi sadece su ve demir bilye arasında gerçekleşiyor.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Isının akış yönü demir bilyeden suya doğrudur.
- Suyun sıcaklığı 20°C'den 50°C'ye yükseldiğine göre, su ısı almıştır.
- Isı, her zaman sıcak maddeden soğuk maddeye doğru akar.
- Su ısı aldığına göre, demir bilye ısı vermiştir. Bu da demir bilyenin başlangıçta sudan daha sıcak olduğunu ve ısının demir bilyeden suya aktığını gösterir.
- Bu ifade doğrudur.
- B) Demir bilye suya atılmadan önce sudan sıcaktır.
- Yukarıda açıklandığı gibi, suyun sıcaklığının artması için demir bilyenin başlangıçta sudan (20°C) daha yüksek bir sıcaklıkta olması gerekir.
- Bu ifade doğrudur.
- C) Su, demir bilyeden ısı almıştır.
- Suyun sıcaklığı 20°C'den 50°C'ye çıktığı için, suyun ısı enerjisi artmıştır. Bu artış, demir bilyeden aldığı ısıyla gerçekleşmiştir.
- Bu ifade doğrudur.
- D) Isı alışverişi tamamlandığında demir bilye sudan sıcaktır.
- Isı alışverişi tamamlandığında, sistem termal dengeye ulaşır. Termal denge durumunda, ısı alışverişinde bulunan tüm maddelerin sıcaklıkları birbirine eşit olur.
- Suyun son sıcaklığı 50°C olduğuna göre, demir bilyenin son sıcaklığı da 50°C olmalıdır.
- Dolayısıyla, ısı alışverişi tamamlandığında demir bilye sudan sıcak değil, su ile aynı sıcaklıkta (50°C) olacaktır.
- Bu ifade yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.