Question

Вот задача: определите изменение внутр. энергии U воды массой m=1 кг. по сравнению с внутр. энергией льда такой же массы, взятого при температуре t=0с. 10 класс

Answer 1

Согласно первому началу термодинамики, изменение внутренней энергии в данном случае есть теплота, затраченная на плавление 1 кг льда, (т.к. работа не совершается)

 

|U2-U1|=Q= lambda*m

где m=1кг, lambda - удельная теплота плавления льда.

Q=1*3.3*10^5 = 3.3*10^5 Дж 

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо использовать уравнение изменения внутренней энергии.

Внутренняя энергия (U) вещества зависит от его массы (m) и температуры (T), и может быть выражена следующим уравнением:

U = mcT,

где c - удельная теплоемкость вещества.

В данной задаче нам нужно найти изменение внутренней энергии воды (U_воды) по сравнению с внутренней энергией льда (U_льда) такой же массы, взятого при температуре t=0°C.

Известно, что удельная теплоемкость воды (c_воды) равна 4,186 Дж/(г°C), а удельная теплоемкость льда (c_льда) равна 2,093 Дж/(г°C).

Масса воды (m) равна 1 кг, а масса льда такой же (m_льда).

Таким образом, изменение внутренней энергии воды по сравнению с внутренней энергией льда можно выразить следующим образом:

ΔU = U_воды - U_льда,

где ΔU - изменение внутренней энергии.

Подставим значения в уравнение:

ΔU = mc_водыT - mc_льдаT.

В данном случае T = 0°C, поэтому можно опустить T из уравнения:

ΔU = mc_воды - mc_льда.

Подставим значения массы и удельной теплоемкости:

ΔU = (1 кг)(4,186 Дж/(г°C)) - (1 кг)(2,093 Дж/(г°C)).

Приведем единицы измерения к одному типу:

ΔU = (1000 г)(4,186 Дж/(г°C)) - (1000 г)(2,093 Дж/(г°C)).

ΔU = 4186 Дж - 2093 Дж.

ΔU = 2093 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии воды массой 1 кг по сравнению с внутренней энергией льда такой же массы, взятого при температуре 0°C, составляет 2093 Дж.