Sorunun Çözümü
Verilen soruyu çözmek için, X sıvısının 70°C'den 130°C'de buhar haline gelene kadar geçirdiği üç aşamayı ayrı ayrı hesaplamamız gerekmektedir:
- 1. Aşama: Sıvı X'i 70°C'den kaynama noktası olan 80°C'ye ısıtmak.
- Kütle (m) = 10 g
- Sıvı X'in özgül ısısı (\(c_{X_{sıvı}}\)) = 0.8 cal/g°C
- Sıcaklık değişimi (\(\Delta T_1\)) = 80°C - 70°C = 10°C
- \(Q_1 = 10 \text{ g} \cdot 0.8 \text{ cal/g°C} \cdot 10°C = 80 \text{ cal}\)
- 2. Aşama: 80°C'deki sıvı X'i 80°C'de buhar haline getirmek (hal değişimi).
- Kütle (m) = 10 g
- X'in buharlaşma gizli ısısı (\(L_{BX}\)) = 400 cal/g
- \(Q_2 = 10 \text{ g} \cdot 400 \text{ cal/g} = 4000 \text{ cal}\)
- 3. Aşama: 80°C'deki buhar X'i 130°C'ye ısıtmak.
- Kütle (m) = 10 g
- Buhar X'in özgül ısısı (\(c_{X_{buhar}}\)) = 0.6 cal/g°C
- Sıcaklık değişimi (\(\Delta T_3\)) = 130°C - 80°C = 50°C
- \(Q_3 = 10 \text{ g} \cdot 0.6 \text{ cal/g°C} \cdot 50°C = 300 \text{ cal}\)
Bu aşamada gerekli ısı miktarı \(Q_1 = m \cdot c_{X_{sıvı}} \cdot \Delta T_1\) formülü ile bulunur.
Bu aşamada gerekli ısı miktarı \(Q_2 = m \cdot L_{BX}\) formülü ile bulunur.
Bu aşamada gerekli ısı miktarı \(Q_3 = m \cdot c_{X_{buhar}} \cdot \Delta T_3\) formülü ile bulunur.
Toplam ısı miktarı, bu üç aşamada harcanan ısıların toplamıdır:
- \(Q_{toplam} = Q_1 + Q_2 + Q_3\)
- \(Q_{toplam} = 80 \text{ cal} + 4000 \text{ cal} + 300 \text{ cal}\)
- \(Q_{toplam} = 4380 \text{ cal}\)
Cevap D seçeneğidir.