Sorunun Çözümü
- Soruda verilen bilgiye göre, saf madde $5 \text{ °C}$'den $80 \text{ °C}$'ye ısıtılırken iki kez hâl değiştiriyor.
- Bu iki hâl değişimi, maddenin erimesi (katıdan sıvıya) ve kaynaması (sıvıdan gaza) anlamına gelir.
- Dolayısıyla, maddenin erime noktası ($T_m$) ve kaynama noktası ($T_b$) $5 \text{ °C}$ ile $80 \text{ °C}$ arasında olmalıdır. Yani, $5 \text{ °C} < T_m < T_b < 80 \text{ °C}$ koşulu sağlanır.
- Bu koşullara göre:
- Eğer sıcaklık erime noktasından düşükse ($T < T_m$), madde katı hâldedir.
- Eğer sıcaklık erime noktasında veya üzerinde, ancak kaynama noktasından düşükse ($T_m \le T < T_b$), madde sıvı hâldedir.
- Eğer sıcaklık kaynama noktasında veya üzerindeyse ($T \ge T_b$), madde gaz hâldedir.
- Seçenekleri inceleyelim:
- A) Sıcaklık: $20 \text{ °C}$, Hâl: Katı: Eğer erime noktası $20 \text{ °C}$'den büyükse (örneğin $T_m = 30 \text{ °C}$), madde $20 \text{ °C}$'de katı olabilir. Bu durum $5 \text{ °C} < T_m < T_b < 80 \text{ °C}$ koşuluna uyar. Mümkündür.
- B) Sıcaklık: $60 \text{ °C}$, Hâl: Gaz: Eğer kaynama noktası $60 \text{ °C}$ veya daha düşükse (örneğin $T_b = 50 \text{ °C}$), madde $60 \text{ °C}$'de gaz olabilir. Bu durum $5 \text{ °C} < T_m < T_b < 80 \text{ °C}$ koşuluna uyar. Mümkündür.
- C) Sıcaklık: $0 \text{ °C}$, Hâl: Katı: Erime noktası $5 \text{ °C}$'den büyük olduğu için ($T_m > 5 \text{ °C}$), $0 \text{ °C}$ sıcaklıkta madde erime noktasına ulaşmamıştır. Dolayısıyla $0 \text{ °C}$'de katı hâlde olması mümkündür.
- D) Sıcaklık: $90 \text{ °C}$, Hâl: Sıvı: Kaynama noktası ($T_b$) $80 \text{ °C}$'den küçük olmalıdır ($T_b < 80 \text{ °C}$). $90 \text{ °C}$ sıcaklığı, $80 \text{ °C}$'den ve dolayısıyla kaynama noktasından ($T_b$) büyüktür. Madde kaynama noktasını geçtiği için $90 \text{ °C}$'de gaz hâlinde olmalıdır. Sıvı hâlde olması imkansızdır.
- Doğru Seçenek D'dır.