Verilen soruda, ısıca yalıtılmış bir kapta suyun içine buz atıldığında su ve buz kütlesinin değişmediği gözleniyor. Bu durum, sistemde herhangi bir faz geçişinin (buzun erimesi veya suyun donması) meydana gelmediği anlamına gelir. Faz geçişinin olmaması için sistemin denge sıcaklığının 0 °C olması ve bu sıcaklıkta faz geçişine yetecek kadar ısı alışverişinin olmaması gerekir.
Şimdi yargıları tek tek inceleyelim:
- I. Suyun ilk sıcaklığı 0 °C den fazladır.
Eğer suyun ilk sıcaklığı $T_{su} > 0 \,^\circ C$ ve buzun ilk sıcaklığı $T_{buz} < 0 \,^\circ C$ ise, su ısı verirken buz ısı alır. Eğer suyun 0 °C'ye soğurken verdiği ısı miktarı, buzun 0 °C'ye ısınması için aldığı ısı miktarına tam olarak eşitse, sistem 0 °C'de dengeye ulaşır ve faz değişimi olmaz. Bu durumda suyun kütlesi değişmez. Dolayısıyla bu yargı doğru olabilir.
- II. Buzun ilk sıcaklığı 0 °C den azdır.
Yukarıdaki I. yargının açıklamasında belirtildiği gibi, eğer suyun ilk sıcaklığı $T_{su} > 0 \,^\circ C$ ve buzun ilk sıcaklığı $T_{buz} < 0 \,^\circ C$ ise, sistem 0 °C'de dengeye ulaşabilir ve faz değişimi olmaz. Bu durumda buzun kütlesi değişmez. Dolayısıyla bu yargı da doğru olabilir.
- III. Su ve buzun ilk sıcaklıkları 0 °C dir.
Eğer hem su hem de buz başlangıçta 0 °C sıcaklıkta ise, sistem zaten termal dengededir. Bu durumda net bir ısı alışverişi olmaz ve dolayısıyla herhangi bir faz değişimi (erime veya donma) meydana gelmez. Su ve buz kütleleri sabit kalır. Dolayısıyla bu yargı da kesinlikle doğru olabilir.
Sonuç olarak, her üç yargı da su ve buz kütlelerinin değişmediği durumları açıklayabilecek olası başlangıç koşullarını ifade etmektedir.
Cevap E seçeneğidir.