Номер 38.9, страница 142 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 6. Тепловые явления. Параграф 38. Внутренняя энергия - номер 38.9, страница 142.

Условие.

38.9 [918] В один стакан налита холодная вода, в другой — столько же кипятка. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?

Решение.

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 6.

Решение 7.

Решение

Внутренняя энергия тела представляет собой сумму кинетической энергии хаотического (теплового) движения его частиц (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Главным макроскопическим параметром, характеризующим внутреннюю энергию тела, является его температура. Температура — это мера средней кинетической энергии частиц, из которых состоит тело.

В условии задачи даны два стакана с одинаковым количеством (то есть с одинаковой массой и одинаковым числом молекул) воды. В одном стакане вода холодная, а в другом — кипяток. Температура кипятка (при нормальном атмосферном давлении около $100^\circ\text{C}$) существенно выше температуры холодной воды.

Поскольку температура кипятка выше, средняя кинетическая энергия движения молекул в этом стакане больше, чем средняя кинетическая энергия молекул в стакане с холодной водой. Так как количество молекул воды в обоих стаканах одинаково, то и общая кинетическая энергия всех молекул в стакане с кипятком будет больше. Потенциальная энергия взаимодействия молекул также вносит вклад во внутреннюю энергию, и она также возрастает с температурой (из-за увеличения среднего расстояния между молекулами). Следовательно, общая внутренняя энергия воды в стакане с кипятком будет больше.

Таким образом, чем выше температура тела при прочих равных условиях (масса, агрегатное состояние), тем большей внутренней энергией оно обладает.

Ответ: большей внутренней энергией обладает вода в стакане с кипятком.