Sorunun Çözümü
Verilen grafikler, erime sıcaklığındaki bakır, demir ve alüminyumun erimesi için gerekli ısı enerjisinin kütleye bağlı değişimini göstermektedir. Her bir madde için erime ısısı (birim kütleyi eritmek için gerekli enerji) hesaplanabilir veya doğrudan grafiklerden değerler okunabilir.
- Bakır için: 10 g bakır eritmek için 1755 J, 20 g bakır eritmek için 3510 J ısı enerjisi gerekir. (Erime ısısı: \(L_{bakır} = 1755 \, J / 10 \, g = 175.5 \, J/g\))
- Demir için: 10 g demir eritmek için 1170 J, 20 g demir eritmek için 2340 J ısı enerjisi gerekir. (Erime ısısı: \(L_{demir} = 1170 \, J / 10 \, g = 117 \, J/g\))
- Alüminyum için: 10 g alüminyum eritmek için 3210 J, 20 g alüminyum eritmek için 6420 J ısı enerjisi gerekir. (Erime ısısı: \(L_{alüminyum} = 3210 \, J / 10 \, g = 321 \, J/g\))
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) 1170 J ısı enerjisinin erittiği demir miktarı, bakır miktarından fazladır.
- 1170 J ile eriyen demir miktarı grafikten 10 g'dır.
- 1170 J ile eriyen bakır miktarı: \(m_{bakır} = 1170 \, J / 175.5 \, J/g \approx 6.67 \, g\).
- 10 g demir > 6.67 g bakır. Bu ifade doğrudur.
- B) 6420 J ısı enerjisinin erittiği alüminyum miktarı, demir miktarından fazladır.
- 6420 J ile eriyen alüminyum miktarı grafikten 20 g'dır.
- 6420 J ile eriyen demir miktarı: \(m_{demir} = 6420 \, J / 117 \, J/g \approx 54.87 \, g\).
- 20 g alüminyum < 54.87 g demir. Bu ifade yanlıştır.
- C) 20 g bakırı eritmek için gerekli ısı enerjisi ile 20 g'dan daha fazla miktarda demir eritilebilir.
- 20 g bakırı eritmek için gerekli ısı enerjisi grafikten 3510 J'dir.
- 3510 J ile eriyen demir miktarı: \(m_{demir} = 3510 \, J / 117 \, J/g = 30 \, g\).
- 30 g demir > 20 g. Bu ifade doğrudur.
- D) 10 g alüminyumu eritmek için gerekli ısı enerjisi, 20 g bakırı eritmek için gerekli ısı enerjisinden daha azdır.
- 10 g alüminyumu eritmek için gerekli ısı enerjisi grafikten 3210 J'dir.
- 20 g bakırı eritmek için gerekli ısı enerjisi grafikten 3510 J'dir.
- 3210 J < 3510 J. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, B seçeneğindeki ifade söylenemez.
Cevap B seçeneğidir.