Soruyu adım adım inceleyelim:
- Verilen Bilgiler:
- Kütleler: K = 10 g, L = 10 g, M = 20 g.
- Maddeler saf.
- Özdeş ısıtıcılar kullanılıyor ve eşit zaman aralıklarında eşit ısı veriyorlar. Bu, ısıtma gücünün (P) sabit olduğu anlamına gelir.
- Erime için alınan ısı (Q) ile geçen süre (t) doğru orantılıdır: $Q = P \times t$ (P sabit olduğundan).
- Grafikte erime süreleri: $t_K < t_L \approx t_M$.
- Hal değişimi (erime) için alınan ısı formülü: $Q = m \times L_e$, burada $m$ kütle, $L_e$ erime ısısıdır.
- Seçeneklerin Analizi:
- A) K, L ve M maddeleri ortamdan ısı almışlardır.
Maddeler ısıtılarak eritiliyor. Erime olayı, maddenin çevreden ısı almasını gerektiren endotermik bir süreçtir. Bu nedenle ifade doğrudur.
- B) L ve M maddelerinin tamamının erimesi için aldıkları ısılar eşittir.
Grafiğe göre L ve M'nin erime süreleri ($t_L$ ve $t_M$) birbirine çok yakındır. Isıtma gücü sabit olduğundan, süreler eşitse alınan ısılar da eşittir ($Q = P \times t$). Bu nedenle $Q_L \approx Q_M$ ifadesi doğrudur.
- C) L ve M aynı cins maddelerdir.
Aynı cins maddelerin erime ısıları ($L_e$) aynı olmalıdır.
- L için: $Q_L = m_L \times L_{eL} = 10 \text{ g} \times L_{eL}$
- M için: $Q_M = m_M \times L_{eM} = 20 \text{ g} \times L_{eM}$
B seçeneğine göre $Q_L \approx Q_M$ olduğundan:
$10 \times L_{eL} \approx 20 \times L_{eM}$
$L_{eL} \approx 2 \times L_{eM}$
Bu eşitlik, L ve M'nin erime ısılarının farklı olduğunu gösterir ($L_{eL} \neq L_{eM}$). Dolayısıyla, L ve M aynı cins maddeler olamaz. Bu ifade yanlıştır.
- D) K ve L karşılaştırılarak maddenin cinsinin hal değişimine etkisi araştırılabilir.
K ve L'nin kütleleri eşittir ($m_K = m_L = 10 \text{ g}$). Ancak grafikten $t_K < t_L$ olduğu, dolayısıyla $Q_K < Q_L$ olduğu görülür.
- $Q_K = m_K \times L_{eK} = 10 \times L_{eK}$
- $Q_L = m_L \times L_{eL} = 10 \times L_{eL}$
$Q_K < Q_L$ olduğundan, $10 \times L_{eK} < 10 \times L_{eL}$, yani $L_{eK} < L_{eL}$ olur. Erime ısıları farklı olduğu için K ve L farklı cins maddelerdir. Kütleleri aynı olan farklı cins maddelerin erime süreleri (ve dolayısıyla erime ısıları) karşılaştırılarak, maddenin cinsinin hal değişimine (erime ısısına) etkisi araştırılabilir. Bu ifade doğrudur.
- A) K, L ve M maddeleri ortamdan ısı almışlardır.
Yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.