Bu soruyu çözmek için, maddeye verilen toplam ısı miktarını ve bu ısının neden olduğu sıcaklık değişimini kullanarak öz ısı formülünü uygulayacağız.
- 1. Toplam Verilen Isıyı (Q) Hesaplayın:
Isı kaynağı dakikada 600 cal ısı vermektedir. Grafik incelendiğinde, madde 0. dakikadan 10. dakikaya kadar ısı almıştır. Bu durumda toplam süre 10 dakikadır.
Verilen toplam ısı miktarı:
$$Q = \text{Isı verme hızı} \times \text{Zaman}$$
$$Q = 600 \text{ cal/dak} \times 10 \text{ dak} = 6000 \text{ cal}$$
- 2. Sıcaklık Değişimini ($\Delta T$) Belirleyin:
Grafikten görüldüğü üzere, X maddesinin başlangıç sıcaklığı (t=0) $10 \text{ °C}$ ve son sıcaklığı (t=10 dak) $50 \text{ °C}$'dir.
Sıcaklık değişimi:
$$\Delta T = T_{\text{son}} - T_{\text{ilk}}$$
$$\Delta T = 50 \text{ °C} - 10 \text{ °C} = 40 \text{ °C}$$
- 3. Öz Isıyı (c) Hesaplayın:
X maddesinin kütlesi (m) 300 gram olarak verilmiştir. Isı, kütle, öz ısı ve sıcaklık değişimi arasındaki ilişki şu formülle ifade edilir:
$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$
Bulduğumuz değerleri formülde yerine koyalım:
$$6000 \text{ cal} = 300 \text{ g} \cdot c \cdot 40 \text{ °C}$$
$$6000 = 12000 \cdot c$$
Şimdi c'yi yalnız bırakalım:
$$c = \frac{6000}{12000}$$
$$c = 0.5 \text{ cal/g°C}$$
Cevap A seçeneğidir.