Mert'in amacı, ısıtılan bir parça demirin sıcaklık artışının kütle miktarına bağlı olup olmadığını araştırmaktır. Bilimsel bir deneyde bir değişkenin (bağımsız değişken) başka bir değişken üzerindeki etkisini incelemek için, bağımsız değişken dışındaki tüm diğer faktörler (kontrol edilen değişkenler) sabit tutulmalıdır.

• Bağımsız değişken (değiştirilmesi gereken): Kütle (m)
• Bağımlı değişken (gözlemlenecek): Sıcaklık artışı (\(\Delta T\))
• Kontrol edilen değişkenler (sabit tutulması gerekenler):
  • Malzemenin cinsi (demir olduğu belirtilmiş, bu zaten sabit).
  • Demire verilen ısı miktarı (Q).

Verilen ısı miktarı (Q) formülü \(Q = mc\Delta T\) şeklindedir. Biz kütlenin (\(m\)) sıcaklık artışına (\(\Delta T\)) etkisini araştırıyoruz. Bu durumda, demire verilen ısı miktarı (Q) ve demirin öz ısı kapasitesi (c) sabit tutulmalıdır.

Q'yu sabit tutmak için iki şeye ihtiyacımız var:

1. Özdeş ısıtıcılar: Bu, ısıtıcıların aynı güçte ısı vermesini sağlar.
2. Aynı süre: Özdeş ısıtıcılar aynı süre boyunca çalıştığında, her bir demir parçasına aktarılan toplam ısı miktarı (Q) aynı olacaktır.

Şimdi seçenekleri inceleyelim:

• A) Aynı kütledeki demirleri, aynı sürede farklı ısıtıcılarla ısıtmalı: Kütle sabit, ısıtıcılar farklı olduğu için verilen ısı miktarı farklı olabilir. Bu, kütlenin değil, ısıtıcının etkisini araştırır.
• B) Farklı kütledeki demirleri, aynı sürede farklı ısıtıcılarla ısıtmalı: Hem kütle hem de ısıtıcılar farklı olduğu için sıcaklık artışındaki değişimin hangi faktörden kaynaklandığı anlaşılamaz.
• C) Farklı kütledeki demirleri, farklı sürede özdeş ısıtıcılarla ısıtmalı: Hem kütle hem de ısıtma süresi farklı olduğu için verilen ısı miktarı da farklı olacaktır. Bu da kütlenin etkisini net bir şekilde göstermez.
• D) Farklı kütledeki demirleri, aynı sürede özdeş ısıtıcılarla ısıtmalı:
  • Farklı kütledeki demirleri: Kütle değiştirilerek bağımsız değişken kontrol edilir. (Doğru)
  • Aynı sürede: Isıtma süresi sabit tutulur. (Doğru)
  • Özdeş ısıtıcılarla: Isıtıcı gücü sabit tutulur. (Doğru)
  Bu durumda, farklı kütledeki demir parçalarına aynı miktarda ısı (Q) verilmiş olur. Böylece sıcaklık artışındaki farklılıkların doğrudan kütledeki değişime bağlı olup olmadığı gözlemlenebilir. Bu, Mert'in amacına ulaşmasını sağlayacak doğru deney düzeneğidir.

Cevap D seçeneğidir.