Verilen problemde, Aybars önce saf suyu soğutarak buz haline getiriyor ve buna ait sıcaklık-zaman grafiği gösteriliyor. Bu grafikte saf suyun 0°C'de donma noktasına ulaştığı, donma süresince sıcaklığın sabit kaldığı (hal değişimi) ve ardından buzun sıcaklığının 0°C'nin altına düştüğü görülmektedir. Saf maddeler için hal değişimi sırasında sıcaklık sabittir.
Daha sonra Aybars, aynı ortamda bir miktar tuzlu suyu soğutuyor. Tuzlu su, saf suyun aksine bir karışımdır (çözelti).
- Donma Noktası Alçalması: Tuzlu su gibi çözeltilerin donma noktası, saf çözücünün (suyun) donma noktasından daha düşüktür. Yani tuzlu su 0°C'nin altında bir sıcaklıkta donmaya başlayacaktır.
- Sabit Donma Noktası Yok: Çözeltiler, saf maddelerin aksine, donma sırasında sıcaklıkları sabit kalmaz. Donma bir sıcaklık aralığında gerçekleşir. Su dondukça, kalan çözeltideki tuz konsantrasyonu artar ve bu da donma noktasının daha da düşmesine neden olur. Dolayısıyla, hal değişimi sırasında sıcaklık düşmeye devam eder, ancak eğim değişir. Grafikte düz bir plato oluşmaz.
Bu bilgiler ışığında seçenekleri değerlendirelim:
- A) Saf su grafiğine benzer, donma 0°C'de ve sabit sıcaklıkta gerçekleşiyor. Bu tuzlu su için yanlıştır.
- B) Donma noktasını 0°C'nin üzerinde gösteriyor ve sabit sıcaklıkta donma var. Bu da yanlıştır.
- C) Sıcaklık düşüyor, ardından 0°C'nin altında bir noktada donma başlıyor ve donma süresince sıcaklık düşmeye devam ediyor (eğim değişiyor), sonra katı haldeki tuzlu suyun sıcaklığı düşmeye devam ediyor. Bu grafik, tuzlu suyun özelliklerini (donma noktası alçalması ve donmanın bir sıcaklık aralığında gerçekleşmesi) doğru bir şekilde yansıtmaktadır.
- D) Donma noktasında belirgin bir hal değişimi aralığı göstermiyor, sadece sürekli bir sıcaklık düşüşü var gibi görünüyor. C seçeneği, hal değişimi sırasındaki eğim değişimini daha net gösterir.
Bu nedenle, tuzlu suyun soğutulmasıyla elde edilecek sıcaklık-zaman grafiği C seçeneğindeki gibi olmalıdır.
Cevap C seçeneğidir.