Sorunun Çözümü
Bu soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Isıl Denge Prensibi: Farklı sıcaklıktaki iki madde bir araya geldiğinde, aralarında ısı alışverişi olur. Bu alışveriş, maddelerin sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder. Son sıcaklık, başlangıçtaki sıcaklıklar arasında bir değer alır.
- Kap I (K cismi ve su):
- K cisminin ilk sıcaklığı: 30°C
- Suyun ilk sıcaklığı: 40°C
- Isıl denge sağlandığında, K cismi sudan ısı alacak, su K cismine ısı verecektir.
- Bu durumda, denge sıcaklığı ($T_1$) 30°C ile 40°C arasında bir değer olacaktır. Yani, $T_1 < 40°C$.
- Kap II (L cismi ve su):
- L cisminin ilk sıcaklığı: 40°C
- Suyun ilk sıcaklığı: 40°C
- Cisim ve su zaten aynı sıcaklıkta olduğu için ısıl denge zaten sağlanmıştır. Isı alışverişi olmaz.
- Bu durumda, denge sıcaklığı ($T_2$) 40°C olacaktır. Yani, $T_2 = 40°C$.
- Kap III (M cismi ve su):
- M cisminin ilk sıcaklığı: 50°C
- Suyun ilk sıcaklığı: 40°C
- Isıl denge sağlandığında, M cismi suya ısı verecek, su M cisminden ısı alacaktır.
- Bu durumda, denge sıcaklığı ($T_3$) 40°C ile 50°C arasında bir değer olacaktır. Yani, $T_3 > 40°C$.
- Sıcaklıkların Karşılaştırılması:
- $T_1 < 40°C$
- $T_2 = 40°C$
- $T_3 > 40°C$
Cevap A seçeneğidir.