Blokları tamamen sıvı hale getirmek için gereken ısı miktarı ($Q$), kütle ($m$) ile erime ısısının ($L_f$) çarpımına eşittir: $Q = m \cdot L_f$.
Özdeş ocaklarla eşit sürede ısıtıldığında, her bir bloğa aktarılan toplam ısı miktarı, kullanılan ocak sayısıyla ($N$) doğru orantılıdır. Yani, $N \propto Q$.
- Verilenler:
- Erime ısıları ($L_f$):
- Alüminyum ($L_{fA}$): 321,02 J/g
- Bakır ($L_{fB}$): 157,56 J/g
- Demir ($L_{fD}$): 117,04 J/g
- Kütle ilişkisi ($m$): Alüminyum ($m_A$) > Bakır ($m_B$) = Demir ($m_D$)
Şimdi her bir metal için gereken ısı miktarını ($Q$) karşılaştıralım:
- Alüminyum için ($Q_A$): Kütlesi en büyük ve erime ısısı en yüksek olduğu için, en fazla ısıya ihtiyaç duyar. ($Q_A = m_A \cdot L_{fA}$)
- Bakır için ($Q_B$): Kütlesi Demir ile aynı olmasına rağmen, erime ısısı Demirden daha yüksektir. Bu nedenle Bakır, Demirden daha fazla ısıya ihtiyaç duyar. ($Q_B = m_B \cdot L_{fB}$)
- Demir için ($Q_D$): Kütlesi Bakır ile aynı ve erime ısısı en düşüktür. Bu nedenle en az ısıya ihtiyaç duyar. ($Q_D = m_D \cdot L_{fD}$)
Bu karşılaştırmalara göre, gereken ısı miktarları arasındaki ilişki şöyledir:
$$Q_A > Q_B > Q_D$$
Ocak sayısı ($N$) gereken ısı miktarıyla doğru orantılı olduğundan, ocak sayıları arasındaki ilişki de aynı olmalıdır:
$$N_A > N_B > N_D$$
Seçenekleri incelediğimizde:
- A) Alüminyum: 3, Bakır: 2, Demir: 1 ($N_A=3, N_B=2, N_D=1$) - Bu ilişkiyi sağlar ($3 > 2 > 1$).
- B) Alüminyum: 2, Bakır: 2, Demir: 2 - Bu ilişkiyi sağlamaz.
- C) Alüminyum: 1, Bakır: 2, Demir: 3 - Bu ilişkiyi sağlamaz.
- D) Alüminyum: 1, Bakır: 2, Demir: 3 - Bu ilişkiyi sağlamaz.
Bu nedenle, doğru düzenek A seçeneğinde verilmiştir.
Cevap A seçeneğidir.