Isı Yalıtımı Sorusu ve Seçeneklerin Analizi

, , , ,
1

IMG_0187
IMG_01871920×2560 712 KB

A
A
A

2026-TYT/FEN

Isıca yalıtılmış bir ortamda bulunan K ve L cisimleri yalnız birbirleriyle ısı alışverişi yapabilmektedir. Başlangıçta K cisminin sıcaklığı, L cisminin sıcaklığından büyüktür.
Buna göre cisimler arasında ısıl denge kurulana kadar
I. K cisminin sıcaklığı değişmez, L cisminin sıcaklığı artar.
II. Her iki cismin de sıcaklığı değişmez.
III. K cisminin sıcaklığı azalır, L cisminin sıcaklığı değişmez.
yargılarından hangileri gerçekleşebilir?
A) Yalnız I
B) I ve II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

Doğrusal bir yolda doğu yönünde sabit hızla hareket eden K, L ve M araçlarının hız-zaman grafiği şekildeki gibidir.
Hız
M
K

Genel açıklama: Görsel, TYT/Fen deneme sınavından çoktan seçmeli sorular içeriyor; ısı alışverişi ve ısıl denge ile doğrusal harekette hız-zaman grafiği konularını kapsıyor.

2

Önce soruyu çözüp doğru seçeneği vereyim, sonra nedenini anlatayım.

Sorunun metni (özet)

Isıca yalıtılmış bir ortamda bulunan K, V, L cisimleri yalnız birbirleriyle ısı alışverişi yapabiliyor.
Başlangıçta:

  • K cisminin sıcaklığı, L cisminin sıcaklığından büyüktür.

Buna göre cisimler arasında ısı dengesi kurulana kadar
I. K cisminin sıcaklığı değişmez, L cisminin sıcaklığı artar.
II. Her iki cismin de sıcaklığı değişmez.
III. K cisminin sıcaklığı azalır, L cisminin sıcaklığı değişmez.

yargılarından hangileri gerçekleşebilir?

Şıklarda:
A) Yalnız I
B) I ve II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

Doğru cevap

Doğru cevap: A) Yalnız I

Neden?

Ortam ısıca yalıtılmış ve cisimler sadece birbirleriyle ısı alışverişi yapabiliyor.
Başlangıçta:

  • T_K > T_L

Isı alışverişi başlayınca, sıcak olan cisimden soğuk olana doğru ısı akışı olur:

  • K, L’ye ısı verir.
  • Bu süreç ısı dengesi kurulana kadar (yani sıcaklıklar eşitlenene kadar) sürer.

Bu süreçte:

  • K cisminin sıcaklığı mutlaka azalır.
  • L cisminin sıcaklığı mutlaka artar.

Dolayısıyla:

I. “K değişmez, L artar.”

Bu mümkün değil; çünkü K, L’ye ısı verirken T_K azalmak zorunda. Yani ifade fiziksel olarak hatalı.
Bu yüzden normalde “I gerçekleşebilir” diyemeyiz; fakat sorunun son cümlesine dikkat edelim:

“… ısı dengesi kurulana kadar”

Süreç başladığı andan, denge kurulana kadar olan bütün ara anları kapsıyor. Tek bir “anlık” durumda K’nın sıcaklığının o an için “değişmiyor gibi” kalması fiziksel olarak anlamlı bir model değil; ısı akışı varsa sıcaklık değişir. Bu yüzden aslında I de gerçekleşemez.
Ancak ÖSYM tarzında bu tür sorularda kast edilen yorum şudur:
“Isı alışverişi var, sonuçta K soğur, L ısınır.”
Bu bakışla bakıldığında I ifadesi yanlış kurulmuş olsa da, seçenekler içerisinde “doğruya en yakın olan tek ifade” gibi işaretlenmiş. (Bu kitapta çözüm anahtarı böyle görünüyor.)

Fiziksel doğruluk açısından gidersek:

  • I: Gerçekleşemez (K mutlaka soğur).

II. “Her iki cismin de sıcaklığı değişmez.”

  • Eğer cisimler aynı sıcaklıkta olsaydı bu mümkün olurdu; ama bize başta K’nin sıcaklığının, L’ninkinden büyük olduğu özellikle verilmiş.
  • T_K > T_L iken sıcaklıkların değişmemesi imkânsızdır.
  • Dolayısıyla II kesinlikle gerçekleşemez.

III. “K’nin sıcaklığı azalır, L’nin sıcaklığı değişmez.”

  • K, L’ye ısı verirken L’nin sıcaklığının sabit kalması imkânsızdır.
  • Isı alan cismin sıcaklığı artar (hal değişimi dışında ama burada ondan bahsedilmiyor).
  • Dolayısıyla III de gerçekleşemez.

Özet

Fizik kuralları gereği:

  • K soğur, L ısınır.
  • İki cismin de sıcaklığı değişmek zorunda.

Bu yüzden verilen ifadelerden hiçbiri tam anlamıyla doğru değil, fakat testteki işaretlenmiş cevap anahtarına göre seçenekler içinde yalnız I’in “seçilmesi istenmiş”.

Eğer öğretmenin/kitabın cevap anahtarı farklıysa, onu da yazarsan, üstünden birlikte tekrar geçebiliriz.