İki sıvı arasında ısı alışverişi olmaması için, karıştırıldıklarında sıcaklıklarının eşit olması gerekir. Soruda tüm sıvıların ilk sıcaklıklarının eşit olduğu belirtilmiştir. Bu durumda, verilen ısı sonucunda sıcaklık değişimleri ($\Delta T$) eşit olan sıvıların son sıcaklıkları da eşit olacak ve karıştırıldıklarında ısı alışverişi yapmayacaklardır.
Sıcaklık değişimi şu formülle hesaplanır:
\[ \Delta T = \frac{Q}{m \cdot c} \]
- Q: Verilen ısı (cal)
- m: Kütle (g)
- c: Öz ısı (cal/g°C)
Her bir sıvı için sıcaklık değişimini hesaplayalım (Verilen ısı $Q = 500 \, cal$):
- K sıvısı:
- $m_K = 100 \, g$, $c_K = 1 \, cal/g^\circ C$
- $\Delta T_K = \frac{500}{100 \cdot 1} = \frac{500}{100} = 5^\circ C$
- L sıvısı:
- $m_L = 200 \, g$, $c_L = 1/4 \, cal/g^\circ C$
- $\Delta T_L = \frac{500}{200 \cdot (1/4)} = \frac{500}{50} = 10^\circ C$
- M sıvısı:
- $m_M = 100 \, g$, $c_M = 0.5 \, cal/g^\circ C$
- $\Delta T_M = \frac{500}{100 \cdot 0.5} = \frac{500}{50} = 10^\circ C$
- N sıvısı:
- $m_N = 200 \, g$, $c_N = 1 \, cal/g^\circ C$
- $\Delta T_N = \frac{500}{200 \cdot 1} = \frac{500}{200} = 2.5^\circ C$
Hesaplamalar sonucunda, L sıvısının sıcaklık değişimi ($\Delta T_L = 10^\circ C$) ile M sıvısının sıcaklık değişimi ($\Delta T_M = 10^\circ C$) birbirine eşittir. İlk sıcaklıkları da eşit olduğundan, son sıcaklıkları da eşit olacaktır. Bu nedenle, L ve M sıvıları karıştırıldığında aralarında ısı alışverişi olmaz.
Cevap B seçeneğidir.