İki cisim ısıca yalıtılmış bir ortamda ısı alışverişi yaptığında, bir cismin verdiği ısı diğer cismin aldığı ısıya eşit olur. Bu prensibi kullanarak öz ısı oranını bulabiliriz.
- Verilen Bilgiler:
- Kütleler eşit: $m_X = m_Y = m$
- X cisminin ilk sıcaklığı: $T_X = T$
- Y cisminin ilk sıcaklığı: $T_Y = 5T$
- Son sıcaklık: $T_{son} = 4T$
- Isı Değişimlerini Belirleme:
- X cismi ısı almıştır çünkü sıcaklığı artmıştır ($T \to 4T$). Sıcaklık değişimi: $\Delta T_X = T_{son} - T_X = 4T - T = 3T$.
- Y cismi ısı vermiştir çünkü sıcaklığı azalmıştır ($5T \to 4T$). Sıcaklık değişimi: $\Delta T_Y = T_Y - T_{son} = 5T - 4T = T$.
- Isı Alışverişi Denklemini Kurma:
- Değerleri Yerine Koyma ve Oranı Bulma:
Alınan ısı verilen ısıya eşit olduğundan ($Q_{alınan} = Q_{verilen}$):
X cisminin aldığı ısı ($Q_X$) = Y cisminin verdiği ısı ($Q_Y$)
Isı formülü $Q = mc\Delta T$ olduğundan:
$$m_X c_X \Delta T_X = m_Y c_Y \Delta T_Y$$
$$m \cdot c_X \cdot (3T) = m \cdot c_Y \cdot (T)$$
Eşitliğin her iki tarafındaki $m$ ve $T$ değerleri sadeleştirilir:
$$3 c_X = c_Y$$
Bizden istenen $\frac{c_X}{c_Y}$ oranıdır:
$$\frac{c_X}{c_Y} = \frac{1}{3}$$
Cevap A seçeneğidir.