Bu soruyu adım adım çözelim:
- Deneyin Amacı: Farklı maddelerin (X, Y, Z) ısı iletkenliklerini veya yalıtkanlıklarını, suya aktardıkları ısı miktarına göre karşılaştırmak.
- Başlangıç Durumu: X, Y, Z maddeleri aynı kütlede ve 70°C sıcaklıkta. Kaplardaki suların ilk sıcaklıkları eşit.
- Isı Transferi: Sıcak maddeler (X, Y, Z) soğuk suya ısı aktarır. Aktarılan ısı miktarı, maddenin ısı iletkenliğine bağlıdır. Isı iletkenliği yüksek olan madde, suya daha fazla ısı aktarır ve suyun son sıcaklığını daha çok artırır.
- Son Sıcaklık İlişkisi: Kaplardaki suların son sıcaklıkları arasındaki ilişki \(T_{II} > T_I > T_{III}\) olarak verilmiştir.
Bu ilişkiyi yorumlayalım:
- II. Kap (Y maddesi): Suyun son sıcaklığı en yüksek (\(T_{II}\)). Bu, Y maddesinin suya en fazla ısıyı aktardığı anlamına gelir. Dolayısıyla, Y maddesinin ısı iletkenliği en fazladır.
- I. Kap (X maddesi): Suyun son sıcaklığı ortada (\(T_I\)). Bu, X maddesinin orta düzeyde ısı aktardığı anlamına gelir. Dolayısıyla, X maddesinin ısı iletkenliği ortadadır.
- III. Kap (Z maddesi): Suyun son sıcaklığı en düşük (\(T_{III}\)). Bu, Z maddesinin suya en az ısıyı aktardığı anlamına gelir. Dolayısıyla, Z maddesinin ısı iletkenliği en azdır.
Isı iletkenliği sıralaması: \(K_Y > K_X > K_Z\).
Isı yalıtkanlığı, ısı iletkenliğinin tersidir. Isı iletkenliği az olan madde, iyi bir ısı yalıtkanıdır.
Isı yalıtkanlığı sıralaması: \(I_Z > I_X > I_Y\).
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Son sıcaklığı en fazla olan II. kap olduğuna göre Y maddesinin ısı iletkenliği en fazladır.
Doğru. Y maddesi suya en çok ısıyı aktardığı için ısı iletkenliği en fazladır.
- B) Y maddesinin ısı yalıtkanlığı, Z maddesinin ısı yalıtkanlığından fazladır.
Yanlış. Y maddesinin ısı iletkenliği en fazla olduğu için ısı yalıtkanlığı en azdır. Z maddesinin ısı iletkenliği en az olduğu için ısı yalıtkanlığı en fazladır. Yani \(I_Z > I_Y\) olmalıdır. Bu ifade, Y'nin yalıtkanlığının Z'den fazla olduğunu söyleyerek çelişmektedir.
- C) Z maddesinin ısı iletkenliği X maddesinin ısı iletkenliğinden azdır.
Doğru. Sıralamamız \(K_Y > K_X > K_Z\) idi. Bu da \(K_Z < K_X\) anlamına gelir.
- D) Isı yalıtkanlığı en iyi olan madde Z maddesidir.
Doğru. Z maddesi suya en az ısıyı aktardığı için ısı iletkenliği en düşüktür, dolayısıyla ısı yalıtkanlığı en iyidir.
Verilen seçeneklerden yanlış olan B seçeneğidir.
Cevap B seçeneğidir.