Madde ve özellikleri TYT Test 1

Bir deneyde eşit kütlede X, Y ve Z saf sıvıları alınıyor. Aynı koşullarda ısıtıldığında X'in sıcaklığı 2 dakikada 10°C, Y'nin 4 dakikada 10°C, Z'nin ise 1 dakikada 10°C artıyor. Buna göre bu sıvıların özısıları arasındaki ilişki nasıldır?

A) c_X > c_Y > c_Z
B) c_Y > c_X > c_Z
C) c_Z > c_X > c_Y
D) c_Y > c_Z > c_X

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, farklı saf sıvıların özısılarını karşılaştırmamız isteniyor. Deneyde verilen bilgileri dikkatlice inceleyerek adım adım sonuca ulaşalım.

• 1. Temel Formülü Hatırlayalım:

  Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için gerekli olan ısı enerjisi, maddenin kütlesine, özısısına ve sıcaklık değişimine bağlıdır. Bu ilişkiyi veren formül şöyledir:

  $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

  Burada:

  • $Q$: Maddeye verilen ısı enerjisi (Joule)
  • $m$: Maddenin kütlesi (kg)
  • $c$: Maddenin özısısı (J/kg°C)
  • $\Delta T$: Sıcaklık değişimi ($^\circ C$)
• 2. Sorudaki Verileri İnceleyelim:
  • Eşit Kütlede: X, Y ve Z sıvılarının kütleleri birbirine eşittir. Yani $m_X = m_Y = m_Z = m$.
  • Eşit Sıcaklık Değişimi: Her üç sıvının da sıcaklığı $10^\circ C$ artıyor. Yani $\Delta T_X = \Delta T_Y = \Delta T_Z = 10^\circ C$.
  • Farklı Isıtma Süreleri:
    • X sıvısının sıcaklığı 2 dakikada $10^\circ C$ artıyor.
    • Y sıvısının sıcaklığı 4 dakikada $10^\circ C$ artıyor.
    • Z sıvısının sıcaklığı 1 dakikada $10^\circ C$ artıyor.
• 3. Isı Enerjisi ve Süre İlişkisini Kuralım:

  "Aynı koşullarda ısıtıldığında" ifadesi, ısıtıcıların aynı güçte çalıştığı ve birim zamanda aynı miktarda ısı enerjisi sağladığı anlamına gelir. Bu durumda, ısıtma süresi ne kadar uzunsa, sıvıya o kadar fazla ısı enerjisi verilmiştir.

  • Y sıvısı 4 dakika ısıtıldığı için en çok ısı enerjisi Y'ye verilmiştir ($Q_Y$).
  • X sıvısı 2 dakika ısıtıldığı için orta düzeyde ısı enerjisi X'e verilmiştir ($Q_X$).
  • Z sıvısı 1 dakika ısıtıldığı için en az ısı enerjisi Z'ye verilmiştir ($Q_Z$).

  Yani, verilen ısı enerjileri arasındaki ilişki: $Q_Y > Q_X > Q_Z$ şeklindedir.

• 4. Özısıları Karşılaştıralım:

  Şimdi temel formülümüz olan $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ formülünü özısı ($c$) için düzenleyelim:

  $c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}$

  Gördüğümüz gibi, tüm sıvılar için kütle ($m$) ve sıcaklık değişimi ($\Delta T$) değerleri eşittir. Bu durumda, özısı ($c$) sadece maddeye verilen ısı enerjisi ($Q$) ile doğru orantılıdır.

  Yani, hangi sıvıya daha çok ısı verilmişse, o sıvının özısısı daha büyüktür (çünkü aynı kütle ve aynı sıcaklık değişimi için daha çok ısıya ihtiyaç duymuştur).

  $Q_Y > Q_X > Q_Z$ olduğu için, özısılar arasındaki ilişki de aynı şekilde olacaktır:

  $c_Y > c_X > c_Z$

Bu sonuç, B seçeneğindeki ifade ile uyuşmaktadır.

Cevap B seçeneğidir.