Sorunun Çözümü
- Grafikte buz kütlesinin $t=0$ anından itibaren arttığı görülmektedir. Bu durum, suyun donarak buz kütlesine eklendiğini gösterir.
- I. Suyun ilk sıcaklığı $0 \text{ °C}$ dir. Suyun donmaya başlaması için sıcaklığının $0 \text{ °C}$ olması gerekir. Eğer suyun ilk sıcaklığı $0 \text{ °C}$'den yüksek olsaydı, önce soğuyacak ve bu süreçte buzdan ısı alarak buzun erimesine veya en azından kütlesinin artmamasına neden olacaktı. Buz kütlesi $t=0$ anından itibaren arttığına göre, suyun başlangıçta $0 \text{ °C}$ sıcaklıkta olduğu kesinlikle doğrudur.
- II. Buzun ilk sıcaklığı $0 \text{ °C}$ dir. Su $0 \text{ °C}$'de donarken, buzun sıcaklığı $0 \text{ °C}$ veya daha düşük olabilir. Buzun sıcaklığı $0 \text{ °C}$'nin altında olsa bile, $0 \text{ °C}$'deki su donarak buz kütlesini artırabilir ve bu sırada buzun sıcaklığı artabilir. Bu nedenle buzun ilk sıcaklığının $0 \text{ °C}$ olduğu kesin değildir.
- III. Denge sıcaklığı $0 \text{ °C}$ dir. $t_1$ anından sonra buz kütlesi sabit kalmıştır, bu da ısıl dengeye ulaşıldığını gösterir. Denge durumunda kapta hala buz ($m_2 > 0$) bulunmaktadır. Eğer denge sıcaklığı $0 \text{ °C}$'nin üzerinde olsaydı buz erirdi, $0 \text{ °C}$'nin altında olsaydı ve hala su bulunsaydı su donmaya devam ederdi. Ancak, tüm su donmuşsa, denge sıcaklığı $0 \text{ °C}$ veya $0 \text{ °C}$'nin altında olabilir. Bu nedenle denge sıcaklığının kesinlikle $0 \text{ °C}$ olduğu söylenemez.
- Doğru Seçenek A'dır.