Soru:
Bir kapta $80 \text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklığında su bulunmaktadır. Başka bir kapta ise $20 \text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklığında su bulunmaktadır. Bu iki su birbirine karıştırıldığında ne gözlemlenir?
A) Sıcak suyun sıcaklığı artar, soğuk suyun sıcaklığı azalır.
B) Her iki suyun sıcaklığı da değişmez.
C) Sıcak suyun sıcaklığı azalır, soğuk suyun sıcaklığı artar ve karışımın sıcaklığı ikisinin arasında bir değerde olur.
D) Sıcak suyun sıcaklığı azalır, soğuk suyun sıcaklığı azalır.
Doğru Cevap: C
✍️ Çözüm:Bu soruyu çözmek için ısı alışverişi prensibini hatırlamamız gerekir.
Adım 1: Isı alışverişi yönünü belirleme.
Isı, her zaman sıcak maddeden soğuk maddeye doğru akar. Yani sıcaklığı yüksek olan madde, sıcaklığı düşük olan maddeye ısı verir. Bu durumda, $80 \text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklığındaki su, $20 \text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklığındaki suya ısı verecektir.
Adım 2: Sıcaklık değişimlerini belirleme.
- Isı veren madde (sıcak su) ısı kaybettiği için sıcaklığı azalır. Yani $80 \text{ }^\circ\text{C}$'deki suyun sıcaklığı düşer.
- Isı alan madde (soğuk su) ısı kazandığı için sıcaklığı artar. Yani $20 \text{ }^\circ\text{C}$'deki suyun sıcaklığı yükselir.
Adım 3: Karışımın son sıcaklığını belirleme.
Sıcak ve soğuk su karıştırıldığında, ısı alışverişi iki suyun sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder. Bu denge sıcaklığı, başlangıçtaki iki sıcaklığın (yani $20 \text{ }^\circ\text{C}$ ve $80 \text{ }^\circ\text{C}$) arasında bir değerde olur. Ne $20 \text{ }^\circ\text{C}$'den daha düşük ne de $80 \text{ }^\circ\text{C}$'den daha yüksek olabilir.
Adım 4: Seçenekleri değerlendirme.
- A) "Sıcak suyun sıcaklığı artar, soğuk suyun sıcaklığı azalır." ifadesi yanlıştır. Sıcak su ısı kaybeder, soğuk su ısı alır.
- B) "Her iki suyun sıcaklığı da değişmez." ifadesi yanlıştır. Isı alışverişi olduğu için sıcaklıklar değişir.
- C) "Sıcak suyun sıcaklığı azalır, soğuk suyun sıcaklığı artar ve karışımın sıcaklığı ikisinin arasında bir değerde olur." ifadesi yukarıdaki adımlarla tamamen uyumludur ve doğrudur.
- D) "Sıcak suyun sıcaklığı azalır, soğuk suyun sıcaklığı azalır." ifadesi yanlıştır. Soğuk su ısı aldığı için sıcaklığı artar.
Bu nedenle doğru cevap C seçeneğidir.
