Verilen grafik, ısıca yalıtılmış bir kapta bulunan suya buz atıldıktan sonra su kütlesinin zamanla değişimini göstermektedir.

• Grafik Analizi:
  • \(t=0\) anından \(t=t_1\) anına kadar su kütlesi \(m_2\)'den \(m_1\)'e düşmektedir. Bu durum, suyun bir kısmının donarak buza dönüştüğünü gösterir. Suyun donması için sıcaklığının 0 °C olması ve ısı kaybetmesi gerekir.
  • \(t=t_1\) anından \(t=t_2\) anına kadar su kütlesi sabit kalmaktadır (\(m_1\)). Bu durum, sistemin ısıl dengeye ulaştığını ve artık faz değişimi (donma veya erime) olmadığını gösterir.
• Yargıların Değerlendirilmesi:
  • I. Suyun ilk sıcaklığı 0 °C nin üzerindedir.

    Grafikte su kütlesi başlangıçtan itibaren azalmaya başlamıştır. Bu, suyun hemen donmaya başladığı anlamına gelir. Su, ancak 0 °C'de donmaya başlar. Eğer suyun ilk sıcaklığı 0 °C'nin üzerinde olsaydı, önce 0 °C'ye soğuyacak, bu sırada kütlesi değişmeyecek, sonra donmaya başlayacaktı. Grafikte kütle hemen azaldığı için suyun ilk sıcaklığı 0 °C'dir. Bu yargı yanlıştır.

  • II. Buzun ilk sıcaklığı 0 °C nin altındadır.

    Suyun donması için buza ısı vermesi gerekir. Buzun sudan ısı alarak suyu dondurabilmesi için buzun sıcaklığının 0 °C'nin altında olması gerekir. Eğer buz 0 °C'de olsaydı, sudan ısı alarak erimeye başlar ve su kütlesi artardı (eğer su da 0°C'de ise). Ancak su kütlesi azaldığına göre, buzun sıcaklığı 0 °C'nin altındadır ve suyu donduracak kadar soğuktur. Bu yargı doğrudur.

  • III. Denge sıcaklığı 0 °C dir.

    \(t_1\) anından sonra su kütlesi sabit kalmıştır (\(m_1\)). Bu, sistemin dengeye ulaştığını ve kapta hem suyun (kütlesi \(m_1\)) hem de buzun (donan su ve başlangıçtaki buz) birlikte bulunduğunu gösterir. Su ve buzun birlikte kararlı bir şekilde bulunabildiği tek sıcaklık, donma/erime noktası olan 0 °C'dir. Eğer sıcaklık 0 °C'nin üzerinde olsaydı buz erir, 0 °C'nin altında olsaydı su donmaya devam ederdi. Bu yargı doğrudur.

Buna göre, II ve III numaralı yargılar doğrudur.

Cevap C seçeneğidir.