Sorunun Çözümü
- Isıtıcı eşit zaman aralıklarında eşit ısı verdiğinden, ısı miktarı zamanla doğru orantılıdır ($Q \propto t$).
- I. ifadeyi inceleyelim:
- Katının erimesi için geçen süre $3t - 2t = t$'dir. Gerekli ısı $Q_{erime} = P \cdot t$'dir.
- Sıvının buharlaşması için geçen süre $9t - 6t = 3t$'dir. Gerekli ısı $Q_{buharlaşma} = P \cdot 3t$'dir.
- $P \cdot t < P \cdot 3t$ olduğundan, erime için gerekli ısı buharlaşma için gerekli ısıdan azdır. I. ifade doğrudur.
- II. ifadeyi inceleyelim:
- Katı haldeki ısıtma için ($T$ sıcaklığından $2T$ sıcaklığına): $Q_{katı} = P \cdot 2t = m \cdot c_{katı} \cdot (2T - T) = m \cdot c_{katı} \cdot T$. Buradan $c_{katı} = \frac{P \cdot 2t}{m \cdot T}$ bulunur.
- Sıvı haldeki ısıtma için ($2T$ sıcaklığından $4T$ sıcaklığına): $Q_{sıvı} = P \cdot (6t - 3t) = P \cdot 3t = m \cdot c_{sıvı} \cdot (4T - 2T) = m \cdot c_{sıvı} \cdot 2T$. Buradan $c_{sıvı} = \frac{P \cdot 3t}{m \cdot 2T} = \frac{P \cdot 1.5t}{m \cdot T}$ bulunur.
- $c_{katı} = \frac{2Pt}{mT}$ ve $c_{sıvı} = \frac{1.5Pt}{mT}$ olduğundan, $c_{katı} > c_{sıvı}$'dir. II. ifade doğrudur.
- III. ifadeyi inceleyelim:
- Grafikte madde $2T$ sıcaklığında erimektedir (sıcaklık sabit kalıyor).
- Saf maddelerde erime sıcaklığı donma sıcaklığına eşittir.
- Bu nedenle X maddesinin donma sıcaklığı $2T$'dir. III. ifade doğrudur.
- Doğru Seçenek E'dır.