Задание 1 (12 баллов). Рекомендации к выполнению. Качественные задачи Максим вечером поместил 5 кг льда в ведро с 5 кг воды. Утром он обнаружил, что льда в ведре стало в 1,5 раза больше. Что можно сказать об изменении внутренней энергии воды и льда? Как изменилась за ночь общая внутренняя энергия содержимого ведра? Ответы поясните. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
Answers & Comments
Внутренняя энергия воды и льда зависит от их температуры и состояния (фазы). Поскольку у нас нет информации о температуре воды и льда, мы можем предположить, что они начали с одной и той же температурой. В процессе ночи вода замерзла и стала льдом. При этом, внутренняя энергия увеличилась, так как в твердых веществах молекулы находятся в более упорядоченном состоянии и имеют меньшую кинетическую энергию по сравнению с жидкостью.
Общая внутренняя энергия содержимого ведра увеличилась, так как вода претерпела фазовый переход и превратилась в лед. Однако это увеличение внутренней энергии связано исключительно с изменением фазы вещества и не зависит от теплообмена с окружающей средой.