Bir maddenin öz ısısı (c), verilen ısı (Q), kütle (m) ve sıcaklık değişimi ($\Delta t$) arasındaki ilişki aşağıdaki formülle ifade edilir:
$$Q = m \cdot c \cdot \Delta t$$
Bu formülden öz ısıyı çekerek her bir madde için hesaplayabiliriz:
$$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta t}$$
- K maddesi için öz ısı ($c_K$):
- L maddesi için öz ısı ($c_L$):
- M maddesi için öz ısı ($c_M$):
Verilenler: $Q_K = 2Q$, $m_K = 2m$, $\Delta t_K = 2T$
$$c_K = \frac{2Q}{2m \cdot 2T} = \frac{2Q}{4mT} = \frac{Q}{2mT}$$
Verilenler: $Q_L = Q$, $m_L = m$, $\Delta t_L = 2T$
$$c_L = \frac{Q}{m \cdot 2T} = \frac{Q}{2mT}$$
Verilenler: $Q_M = Q$, $m_M = m$, $\Delta t_M = T$
$$c_M = \frac{Q}{m \cdot T} = \frac{Q}{mT}$$
Şimdi öz ısıları karşılaştıralım:
- $c_K = \frac{Q}{2mT}$
- $c_L = \frac{Q}{2mT}$
- $c_M = \frac{Q}{mT}$
Görüldüğü üzere, $c_K = c_L$'dir. Bu, K ve L maddelerinin öz ısılarının aynı olduğu ve dolayısıyla aynı madde olabilecekleri anlamına gelir.
Ancak, $c_M = \frac{Q}{mT} = 2 \cdot \left(\frac{Q}{2mT}\right) = 2 \cdot c_K = 2 \cdot c_L$'dir. Bu da M maddesinin öz ısısının K ve L maddelerinden farklı olduğunu gösterir. Dolayısıyla M maddesi, K ve L'den farklı bir maddedir.
Bu sonuçlara göre, K ve L aynı madde olabilirken, M maddesi onlardan farklıdır.
Cevap B seçeneğidir.