Cisimler sıcaklıkları eşitlenene kadar ısı alışverişi yapma eğilimindedir yani sıcaklıkları farklı iki cismi yan yana koyarsanız yeterince süre geçtikten sonra sıcaklıkları eşit olacaktır. Sıcak olan cisimden soğuk olan cisme ısı akışı olacaktır ve sonuç olarak bu iki cismin son sıcaklığı ilk sıcaklıklarının arasında olacaktır. Bu son sıcaklığın nasıl hesaplanacağına geçmeden önce sorunuzun cevabını verecek olursak buzdolabına koyduğunuz suyun sıcaklığı (yeterince dolapta kaldığını varsayarsak) dolabın ilk baştaki iç sıcaklığıyla neredeyse aynı olacaktır. Neredeyse dedim çünkü dolap suyu soğuturken su da dolabı ısıtmış olacak fakat su dolaba nazaran çok daha küçük bir cisim olduğundan ve dolap elektrikli bir cihaz olduğu için sıcaklığı sabit tutulduğundan dolabın sıcaklığındaki azalma ihmal edilebilecek kadar az olacaktır. yani dolabın içindeki ortam 5 derece ise su da 5 derece olacaktır.
İşin hesaplamasına girecek olursak şu formülü kullanabiliriz:
formülü kullanılabilir. Formülde ki harflerin anlamları ise şu şekilde:
Q: Transfer edilen ısı
m: Cismin kütlesi
c: Cismin öz ısısıdır. Öz ısısı yüksek olan bir maddenin sıcaklığını arttırmak için daha fazla ısı gerekir.
ΔT: Sıcaklıktaki değişmeyi ifade eder. Yani cismin ilk ve son sıcaklıkları arasındaki farktır.
Formül, kütlesi m ve öz ısısı c olan bir cisme Q kadar ısı verildiğinde sıcaklığının ΔT kadar artacağını söyler. Veya tam tersi bir cisim Q kadar ısı kaybederse sıcaklığının ΔT kadar azalacağını söyler.
Bu problemi çözebilmemiz için dolabın iç ortamının ve su şişesinin kütlesini ve öz ısısını bilmemiz gerekiyor ancak bu değerler dolaptan dolaba ve şişeden şişeye farklılık gösterebileceği için bu değerleri sayı yerine harflerle ifade edelim. dolabın iç ortamının kütlesi a, öz ısısı b ve başlangıçtaki sıcaklığı T olsun şişenin kütleside m , öz ısısı c ve sıcaklığı K olsun. Ve dolabın dışarısıyla ısı transferi yapmadığını ve dolabın çalışmıyor olduğunu varsaymamız gerekiyor yoksa dolap hep aynı sıcaklıkta kalmaya devam edecektir. Son durumda şişe ve dolap aynı sıcaklıkta olacaktır bu sıcaklığa da X diyelim ve problemi çözmeye başlayalım.
Sistem dengeye gelene kadar dolap Q kadar ısı kazanacak şişe ise Q kadar ısı kaybedecektir bu durumda dolabın kaybettiği ısı:
şeklindedir. Ve şişenin kazandığı ısı:
şeklindedir. Görüldüğü üzere her iki denklemde de ortak olarak Q bulunuyor bu durumda
denklemini elde ederiz. Elde etmek istediğimiz değer X olduğu için aşağıdaki adımları uygularız ve X değerini elde ederiz:
Bu denklemi sadece bu örnek için değil ısı transferinin olduğu başka örnekler içinde kullanabilirsiniz. (Yaptığım işlemlerde bir hata bulmanız durumunda veya bir soru sormak isterseniz profilimde ki Discord hesabımdan bana ulaşabilirsiniz.)
