Sorunun Çözümü
Bu soruyu adım adım, termal denge prensiplerini kullanarak çözelim:
- Birinci Etkileşim: X cismi Y cismine dokunduruluyor.
- Soruda belirtildiğine göre, bu etkileşim sırasında X'in sıcaklığı azalıyor.
- Bir cismin sıcaklığının azalması, o cismin ısı kaybettiği anlamına gelir. Isı, daima sıcak cisimden soğuk cisme akar.
- Dolayısıyla, X cismi Y cismine ısı verdiğine göre, başlangıçta X'in sıcaklığı Y'nin sıcaklığından daha yüksek olmalıdır: \(T_X > T_Y\).
- Dengeye ulaşıldığında, X ve Y cisimleri ortak bir sıcaklığa (\(T_{XY}\)) sahip olur. X'in sıcaklığı azaldığı için \(T_{XY} < T_X\) olur.
- İkinci Etkileşim: X cismi (Y ile dengeye ulaştıktan sonra) Z cismine dokunduruluyor.
- Soruda belirtildiğine göre, bu etkileşim sırasında X'in sıcaklığı değişmiyor.
- Bir cismin sıcaklığının değişmemesi, o cisim ile temas ettiği diğer cisim arasında net bir ısı alışverişi olmadığı anlamına gelir.
- Isı alışverişi olmaması için, temas eden cisimlerin sıcaklıkları birbirine eşit olmalıdır.
- Bu durumda, X cisminin Y ile dengeye ulaştığı sıcaklık (\(T_{XY}\)) ile Z cisminin sıcaklığı eşit olmalıdır: \(T_{XY} = T_Z\).
- Sıcaklık İlişkilerini Birleştirme:
- İlk etkileşimden: \(T_X > T_Y\) ve \(T_{XY} < T_X\).
- İkinci etkileşimden: \(T_{XY} = T_Z\).
- \(T_{XY}\) yerine \(T_Z\) yazarsak, şu ilişkileri elde ederiz:
- \(T_Z < T_X\) (yani \(T_X > T_Z\))
- \(T_Z > T_Y\)
- Bu iki eşitsizliği birleştirdiğimizde, sıcaklıklar arasındaki nihai ilişkiyi buluruz: \(T_X > T_Z > T_Y\).
Bu ilişki, seçenekler arasında B seçeneğinde verilmiştir.
Cevap B seçeneğidir.