Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- I. Termometrelerin haznelerindeki sıvının moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir.
- Termometreler uzun süre aynı ortamda bulundukları için termal dengeye ulaşırlar. Termal denge durumunda tüm termometrelerin gösterdiği sıcaklık değeri (ölçekleri farklı olsa da) aynı fiziksel durumu temsil eder.
- Sıcaklık, bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdüdür. Dolayısıyla, termometreler aynı sıcaklıkta olduklarında, haznelerindeki sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri de eşit olacaktır.
- Bu ifade doğrudur.
- II. Fahrenheit termometresi sıfırı gösterdiğinde Celsius ve Kelvin sıfırın altında değerler gösterir.
- Fahrenheit ölçeğinde $0^\circ F$ değerini Celsius ve Kelvin ölçeklerine çevirelim:
- Celsius için: $C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$ formülünü kullanırız.
- $C = (0 - 32) \times \frac{5}{9} = -32 \times \frac{5}{9} = -\frac{160}{9} \approx -17.78^\circ C$. Bu değer sıfırın altındadır.
- Kelvin için: $K = C + 273.15$ formülünü kullanırız.
- $K = -17.78 + 273.15 = 255.37 K$. Bu değer sıfırın üstündedir.
- Dolayısıyla, Kelvin sıfırın altında bir değer göstermediği için bu ifade yanlıştır.
- III. Kelvin ölçekli termometre 10 K arttığında Celsius $10^\circ C$, Fahrenheit $18^\circ F$ artar.
- Sıcaklık değişimleri arasındaki ilişkilere bakalım:
- Celsius ve Kelvin ölçeklerinde bir birimlik değişim aynıdır. Yani, $\Delta T_K = \Delta T_C$. Eğer Kelvin $10 K$ artarsa, Celsius da $10^\circ C$ artar. Bu kısım doğrudur.
- Celsius ve Fahrenheit ölçeklerindeki değişimler arasındaki ilişki: $\Delta T_F = \Delta T_C \times \frac{9}{5}$.
- Eğer Celsius $10^\circ C$ artarsa, Fahrenheit'taki artış: $\Delta T_F = 10 \times \frac{9}{5} = 2 \times 9 = 18^\circ F$. Bu kısım da doğrudur.
- Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, I ve III numaralı ifadeler doğru, II numaralı ifade yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.