Номер 6, страница 356 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 65. Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления. Глава 9. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Молекулярная физика и термодинамика - номер 6, страница 356.

Условие.

6. Как изменяется кинетическая энергия хаотического движения молекул в процессе плавления? Изменяется ли при этом потенциальная энергия их взаимодействия друг с другом?

Решение.

Как изменяется кинетическая энергия хаотического движения молекул в процессе плавления?
Плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердого состояния в жидкое. Важнейшей особенностью этого процесса является то, что он происходит при постоянной температуре ($T = \text{const}$), называемой температурой плавления. Температура, в свою очередь, является мерой средней кинетической энергии ($E_k$) хаотического (теплового) движения молекул вещества. Поскольку температура в процессе плавления не изменяется, средняя скорость движения молекул остается постоянной. Следовательно, средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, которая прямо пропорциональна абсолютной температуре ($E_k \propto T$), также не изменяется.
Ответ: Кинетическая энергия хаотического движения молекул в процессе плавления не изменяется.

Изменяется ли при этом потенциальная энергия их взаимодействия друг с другом?
В процессе плавления вещество поглощает энергию извне в виде теплоты. Количество теплоты, необходимое для плавления, определяется формулой $Q = \lambda m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления. Так как эта энергия не идет на увеличение кинетической энергии молекул (поскольку $T = \text{const}$), она расходуется на разрушение кристаллической решетки твердого тела. Для того чтобы разрушить связи между молекулами в решетке и увеличить среднее расстояние между ними, необходимо совершить работу против сил межмолекулярного притяжения. Совершение этой работы приводит к увеличению потенциальной энергии ($E_p$) взаимодействия молекул. Таким образом, вся подводимая к телу при плавлении энергия переходит в потенциальную энергию взаимодействия его частиц.
Ответ: Потенциальная энергия взаимодействия молекул друг с другом в процессе плавления увеличивается.