Uzasadnienie:

Naszym zadaniem jest wskazania prawidłowych odpowiedzi. Wiemy, że pewna ilość wody w kubku i pewna ilość wody w szklance mają taką samą energię wewnętrzną. Przeanalizujmy wszystkie zdania:

A. Odpowiedź jest błędna. Z opisu nie wynika, że woda w obu naczyniach ma taką samą temperaturę. Energia wewnętrzna zależy zarówno od temperatury, jak i od masy wody. Z faktu, że obie próbki mają taką samą energię wewnętrzną, nie wynika, że muszą mieć tę samą temperaturę. Różna ilość wody (masa) w obu naczyniach może mieć różne temperatury, a ich energie wewnętrzne mogą być równe, o ile odpowiednio się skompensują.

B. Odpowiedź jest błędna. Średnia prędkość cząsteczek jest związana z temperaturą. Skoro nie mamy pewności, że temperatura wody w obu naczyniach jest taka sama, nie możemy stwierdzić, że cząsteczki poruszają się z tą samą prędkością.

C. Odpowiedź jest prawidłowa. Jeśli energia wewnętrzna wody w obu naczyniach jest taka sama, a woda w kubku ma mniejszą masę, to musi mieć wyższą temperaturę, aby zrekompensować mniejszą masę i uzyskać taką samą energię wewnętrzną, jak woda w szklance.

D. Odpowiedź jest błędna. Średnia energia kinetyczna cząsteczek zależy bezpośrednio od temperatury. Ponieważ nie możemy stwierdzić, że temperatura wody w obu naczyniach jest taka sama, nie możemy również twierdzić, że średnia energia kinetyczna cząsteczek jest taka sama.

E. Odpowiedź jest prawidłowa. Jeżeli temperatura jest taka sama, to energia wewnętrzna zależy tylko od masy. Różne masy wody mogą mieć tę samą temperaturę, ale będą miały różną energię wewnętrzną. 

 Odpowiedź: 

Z tego opisu wynika, że:

C. jeżeli woda w kubku ma mniejszą masę, to musi mieć wyższą temperaturę niż woda w szklance.

E. Jeżeli obie wody mają taką samą temperaturę, to muszą mieć takie same masy.