Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Ön Bilgi: Hava sıcaklığı deniz suyu sıcaklığından yüksek. Bir çocuk denizden bir kova su alıyor. Deniz suyu homojen.
Yargı I: Bir kova su aldığı anda kovadaki suyun öz ısısı denizdeki suyun öz ısısına eşittir.
- Öz ısı (c), maddenin cinsine bağlı ayırt edici bir özelliktir.
- Hem kovadaki su hem de denizdeki su aynı madde olan deniz suyudur.
- Soruda deniz suyunun homojen olduğu belirtildiğinden, kovadaki suyun ve denizdeki suyun öz ısıları aynıdır.
- Bu nedenle, Yargı I doğrudur.
Yargı II: Kovadaki suyun ısı sığası denizdeki suyun ısı sığasına eşittir.
- Isı sığası (C), bir maddenin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken toplam ısı miktarıdır ve \(C = m \cdot c\) formülü ile hesaplanır. Burada \(m\) kütle, \(c\) ise öz ısıdır.
- Kovadaki suyun kütlesi (\(m_{kova}\)) denizdeki suyun kütlesinden (\(m_{deniz}\)) çok daha küçüktür.
- Öz ısıları aynı olsa da (\(c_{kova} = c_{deniz}\)), kütleler farklı olduğu için ısı sığaları da farklı olacaktır (\(C_{kova} \neq C_{deniz}\)).
- Bu nedenle, Yargı II yanlıştır.
Yargı III: Kısa bir süre sonra kovadaki suyun sıcaklığı deniz suyunun sıcaklığına göre daha fazla artacaktır.
- Hava sıcaklığı deniz suyu sıcaklığından yüksek olduğu için hem kovadaki su hem de denizdeki su çevreden ısı alacaktır.
- Isı sığası (\(C = m \cdot c\)) ne kadar küçükse, aynı miktarda ısı alındığında sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) o kadar büyük olur (\(\Delta T = Q/C\)).
- Kovadaki suyun kütlesi çok daha az olduğu için ısı sığası denizdeki suyun ısı sığasından çok daha küçüktür (\(C_{kova} \ll C_{deniz}\)).
- Dolayısıyla, aynı ortamda bulunan kovadaki su, deniz suyuna göre daha az ısı sığasına sahip olduğu için sıcaklığı daha hızlı ve daha fazla artacaktır. Deniz suyu ise çok büyük bir kütle ve dolayısıyla çok büyük bir ısı sığasına sahip olduğu için sıcaklığı kolay kolay değişmez.
- Bu nedenle, Yargı III doğrudur.
Sonuç olarak, I ve III numaralı yargılar doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.