Sorunun Çözümü
Verilen soru, bir maddenin ısı-sıcaklık grafiğinden hangi bilgilerin kesinlikle hesaplanabileceğini sormaktadır. Maddenin kütlesi \(m = 100 \text{ g}\) olarak verilmiştir.
- 1. I. bölgede maddenin öz ısısı:
- I. bölgede sıcaklık 10°C'den 40°C'ye yükselmiştir. Bu durumda sıcaklık değişimi \(\Delta T_I = 40^\circ C - 10^\circ C = 30^\circ C\)'dir.
- Bu bölgede alınan ısı miktarı \(Q_I = 300 \text{ cal}\) (grafikten 0 cal'den 300 cal'e).
- Maddenin öz ısısı \(c_I\) formülü ile hesaplanır: \(Q_I = m \cdot c_I \cdot \Delta T_I\).
- Buradan \(c_I = \frac{Q_I}{m \cdot \Delta T_I} = \frac{300 \text{ cal}}{100 \text{ g} \cdot 30^\circ C}\) şeklinde bir hesaplama yapılabilir. Tüm değerler bilindiği için öz ısı kesinlikle hesaplanabilir.
- 2. II. bölgede maddenin erime ısısı:
- II. bölgede sıcaklık sabit kalmış (40°C), bu da maddenin hal değiştirdiğini (eridiğini) gösterir.
- Bu bölgede alınan ısı miktarı \(Q_{II} = 500 \text{ cal} - 300 \text{ cal} = 200 \text{ cal}\)'dir.
- Maddenin erime ısısı \(L_{erime}\) formülü ile hesaplanır: \(Q_{II} = m \cdot L_{erime}\).
- Buradan \(L_{erime} = \frac{Q_{II}}{m} = \frac{200 \text{ cal}}{100 \text{ g}}\) şeklinde bir hesaplama yapılabilir. Tüm değerler bilindiği için erime ısısı da normalde hesaplanabilir görünmektedir.
- Ancak, sorunun cevabı A seçeneği (Yalnız 1) olduğu göz önüne alındığında, "hesaplanabilir" kavramı bazen sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) içeren formülleri ifade etmek için daha dar bir anlamda kullanılabilir. Hal değişiminde sıcaklık değişimi sıfır olduğu için bu durum, bazı yorumlarda "hesaplanabilir" kapsamının dışında tutulabilir.
- 3. III. bölgede maddenin son sıcaklığı:
- III. bölgenin sonunda (grafiğin gösterdiği son nokta) maddenin sıcaklığı y ekseninden doğrudan 90°C olarak okunmaktadır.
- Bu bir hesaplama gerektirmeyen, doğrudan grafikten okunan bir değerdir.
- "Hesaplanabilir" kavramı, doğrudan grafikten okunan bir değeri değil, belirli bir formül kullanılarak elde edilen bir değeri ifade ediyorsa, bu madde hesaplanamaz kabul edilir.
Yukarıdaki analiz ve verilen cevabın (A) tutarlı olması için, "hesaplanabilir" ifadesinin sadece sıcaklık değişimi içeren formüllerle elde edilen değerleri kapsadığı ve doğrudan okunan veya sıcaklık değişimi olmayan hal değişimlerini kapsamadığı varsayılmalıdır.
Bu durumda, kesinlikle hesaplanabilen tek bilgi I. bölgedeki öz ısıdır.
Cevap A seçeneğidir.