Sorunun Çözümü
Verilen ısı-sıcaklık grafiğini ve bilgileri kullanarak Q değerini adım adım bulalım:
- 1. Kütleyi (m) Bulma:
- Grafiğin ilk kısmında, madde -10°C'den 40°C'ye ısıtılırken 400 kalori ısı almıştır.
- Sıcaklık değişimi: $\Delta T = 40^\circ\text{C} - (-10^\circ\text{C}) = 50^\circ\text{C}$.
- Alınan ısı formülü $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$'dir.
- Verilenler: $Q_1 = 400 \text{ cal}$, $c = 0.2 \text{ cal/g}^\circ\text{C}$, $\Delta T = 50^\circ\text{C}$.
- $400 = m \cdot 0.2 \cdot 50$
- $400 = m \cdot 10$
- $m = \frac{400}{10} = 40 \text{ g}$.
- 2. Faz Değişimi Sırasında Alınan Isıyı Bulma:
- Grafiğin ikinci kısmında, sıcaklık 40°C'de sabit kalırken madde ısı almaya devam etmektedir. Bu durum, maddenin faz değiştirdiğini (kaynadığını) gösterir.
- Faz değişimi sırasında alınan ısı formülü $Q_2 = m \cdot L_B$'dir.
- Verilenler: $m = 40 \text{ g}$, $L_B = 150 \text{ cal/g}$.
- $Q_2 = 40 \cdot 150 = 6000 \text{ cal}$.
- 3. Toplam Isı (Q) Değerini Bulma:
- Grafiğe göre, Q değeri, maddenin -10°C'den 40°C'ye ısıtılması ve ardından 40°C'de tamamen faz değiştirmesi için gereken toplam ısıdır.
- Bu, ilk kısımda alınan ısı ($Q_1$) ile faz değişimi sırasında alınan ısının ($Q_2$) toplamıdır. Ancak grafikte Q, faz değişiminin sonunda toplam alınan ısıyı göstermektedir.
- Faz değişimi 400 kalori ısı alındıktan sonra başlar ve Q kaloriye kadar devam eder. Dolayısıyla faz değişimi için alınan ısı $Q_2 = Q - 400$'dür.
- $6000 = Q - 400$
- $Q = 6000 + 400$
- $Q = 6400 \text{ cal}$.
Cevap D seçeneğidir.