Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Verilenler:
- Buzun kütlesi (m) = 20 g
- Buz erime sıcaklığında (0°C)
- Erime ısısı (Lf) = 80 cal/g
- Verilen ısı (Q) = 1200 kalori
Adım 1: Buzun tamamını eritmek için gereken ısıyı hesaplayalım.
- Buzun tamamını eritmek için gereken ısı miktarı aşağıdaki formülle bulunur:
- $$Q_{gerekli} = m \times L_f$$
- $$Q_{gerekli} = 20 \text{ g} \times 80 \text{ cal/g}$$
- $$Q_{gerekli} = 1600 \text{ kalori}$$
Adım 2: Verilen ısı ile buzu karşılaştıralım ve yargıları değerlendirelim.
- Verilen ısı (1200 kalori) buzun tamamını eritmek için gereken ısıdan (1600 kalori) daha azdır.
- Bu durumda, buzun tamamı erimez.
- Yargı I: Buzun tamamı erir.
- Yukarıdaki hesaplamaya göre, 1200 kalori ısı 20 g buzu tamamen eritmek için yeterli değildir (1600 kalori gerekir).
- Bu nedenle, Yargı I yanlıştır.
- Yargı II: Buzun 15 gramı erir.
- Verilen 1200 kalori ısı ile ne kadar buzun eriyeceğini hesaplayalım:
- $$m_{eriyen} = \frac{Q_{verilen}}{L_f}$$
- $$m_{eriyen} = \frac{1200 \text{ kalori}}{80 \text{ cal/g}}$$
- $$m_{eriyen} = 15 \text{ g}$$
- Bu nedenle, Yargı II doğrudur.
- Yargı III: Buzun sıcaklığı 60°C artar.
- Buz erime sıcaklığında (0°C) olduğu için, verilen ısı öncelikle faz değiştirmek (erimek) için kullanılır.
- Ortamda hala buz varken ve erime devam ederken, buzun sıcaklığı 0°C'de sabit kalır. Sıcaklık artışı ancak tüm buz eriyip suya dönüştükten sonra suyun sıcaklığında gözlemlenebilir.
- Bu nedenle, Yargı III yanlıştır.
Sonuç olarak, sadece Yargı II doğrudur.
Cevap B seçeneğidir.