Merhaba!
Bu soruyu çözmek için özısı (spesifik ısı kapasitesi) kavramını ve ısı transferi formülünü kullanacağız.
- Adım 1: Özısı Kavramını Anlayalım
- Adım 2: Isı Transferi Formülünü Hatırlayalım
- $Q$: Alınan veya verilen ısı miktarı
- $m$: Maddenin kütlesi
- $c$: Maddenin özısısı
- $\Delta T$: Sıcaklık değişimi
- Adım 3: Verilen Özısı Değerlerini Karşılaştıralım
- Cıva ($c_{civa}$) = $0,12 \text{ J/g}^\circ\text{C}$
- Su ($c_{su}$) = $4,18 \text{ J/g}^\circ\text{C}$
- Demir ($c_{demir}$) = $0,46 \text{ J/g}^\circ\text{C}$
- Bakır ($c_{bakir}$) = $0,37 \text{ J/g}^\circ\text{C}$
- Adım 4: Sonucu Belirleyelim
Özısı ($c$), bir maddenin 1 gramının sıcaklığını $1^\circ\text{C}$ artırmak için gereken ısı miktarıdır. Özısı değeri ne kadar küçükse, o maddenin sıcaklığını artırmak için o kadar az enerji gerekir. Bu da aynı miktarda ısı verildiğinde sıcaklığının daha hızlı artacağı anlamına gelir.
Isı transferi formülü şöyledir: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$
Soruda "eşit kütlede" ve "sıcaklığı daha çabuk artar" ifadeleri geçiyor. Yani, aynı miktarda ısı ($Q$) verildiğinde ve kütleler ($m$) eşit olduğunda, sıcaklık değişimi ($\Delta T$) en büyük olan maddeyi arıyoruz. Formülü $\Delta T$ için düzenlersek: $\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c}$.
Bu formüle göre, $\Delta T$'nin büyük olması için $c$ değerinin en küçük olması gerekir.
Soruda verilen özısı değerleri şunlardır:
Bu değerleri küçükten büyüğe sıralarsak:
$0,12 \text{ (Cıva)} < 0,37 \text{ (Bakır)} < 0,46 \text{ (Demir)} < 4,18 \text{ (Su)}$
En küçük özısı değerine sahip olan madde Cıva'dır ($0,12 \text{ J/g}^\circ\text{C}$). Bu nedenle, eşit kütlede ısıtıldığında Cıva'nın sıcaklığı diğer maddelere göre en hızlı artacaktır.
Cevap A seçeneğidir.