Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Verilen Bilgiler:
- İki farklı kapta eşit kütleli saf sular bulunmaktadır.
- Birinci kaptaki suyun sıcaklığı 25 °C, ikinci kaptaki suyun sıcaklığı 35 °C'dir.
- Sular karıştırılıyor ve ısı alışverişi sadece sular arasında gerçekleşiyor.
- Yorumların Analizi:
- I. 35 °C'lik sudan, 25 °C'lik suya sıcaklık aktarılır.
- Fizikte "sıcaklık aktarımı" diye bir kavram yoktur. Sıcaklık, bir maddenin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür.
- Aktarılan şey enerjidir (ısı enerjisi). Isı enerjisi, sıcaklığı yüksek olan maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye doğru akar.
- Bu nedenle, "sıcaklık aktarılır" ifadesi yanlıştır. Doğrusu "ısı enerjisi aktarılır" olmalıdır.
- II. Karışımın son ısısı 30 °C olabilir.
- "Isı" bir enerji türüdür ve bir maddenin "ısısı" diye bir kavram fiziksel olarak doğru değildir. Bir maddenin iç enerjisi veya sıcaklığı vardır.
- Eşit kütleli ve aynı cins maddeler karıştırıldığında, denge sıcaklığı iki sıcaklığın aritmetik ortalaması olur. Bu durumda denge sıcaklığı \(\frac{25^\circ C + 35^\circ C}{2} = 30^\circ C\) olacaktır.
- Ancak ifade "son ısısı" dediği için yanlıştır. Doğrusu "son sıcaklığı" olmalıdır.
- III. Karıştırma esnasında 2. kaptaki sudan, 1. kaptaki suya aktarılan enerjinin birimi kalori (cal) olarak ifade edilebilir.
- 2. kaptaki su (35 °C) daha sıcak, 1. kaptaki su (25 °C) daha soğuktur. Bu durumda ısı enerjisi, sıcak olan 2. kaptaki sudan soğuk olan 1. kaptaki suya doğru aktarılır.
- Enerjinin birimi Uluslararası Birim Sistemi'nde (SI) Joule (J) olsa da, ısı enerjisi için kalori (cal) birimi de yaygın olarak kullanılır ve geçerlidir.
- Bu nedenle, bu ifade doğrudur.
- I. 35 °C'lik sudan, 25 °C'lik suya sıcaklık aktarılır.
- Sonuç:
- Yanlış olan yorumlar I ve II'dir.
Cevap B seçeneğidir.