Номер 680, страница 79 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 29. Тепловое движение. Внутренняя энергия - номер 680, страница 79.

Решение.

Решение

Когда плотно закупоренную банку с холодной водой погружают в горячую воду, происходит процесс теплопередачи. Горячая вода отдает теплоту холодной воде в банке, в результате чего температура воды в банке повышается. Повышение температуры означает увеличение внутренней энергии воды.

Внутренняя энергия вещества, согласно молекулярно-кинетической теории, представляет собой сумму кинетической энергии хаотического движения всех его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Рассмотрим, как изменится каждая из этих составляющих.

1. Кинетическая энергия

Температура является мерой средней кинетической энергии молекул вещества. Когда вода в банке нагревается, ее температура растет. Это означает, что средняя скорость теплового движения молекул воды увеличивается. Кинетическая энергия движения зависит от скорости ($E_к = \frac{mv^2}{2}$), поэтому с ростом скорости средняя кинетическая энергия молекул также возрастает.

2. Потенциальная энергия

Потенциальная энергия молекул определяется силами их взаимного притяжения и отталкивания, а следовательно, зависит от среднего расстояния между ними. При нагревании жидкости обычно происходит ее тепловое расширение, то есть среднее расстояние между молекулами увеличивается. Чтобы увеличить расстояние между притягивающимися друг к другу молекулами, необходимо совершить работу против сил межмолекулярного притяжения. Эта работа приводит к увеличению потенциальной энергии их взаимодействия. Таким образом, при нагревании воды в банке ее потенциальная энергия также увеличивается.

В итоге, обе составляющие внутренней энергии воды в банке — и кинетическая, и потенциальная — увеличатся.

Ответ: Да, изменятся. При нагревании воды в банке ее температура повысится, что приведет к увеличению средней скорости движения молекул и, следовательно, к увеличению их кинетической энергии. Одновременно с этим увеличится и среднее расстояние между молекулами, что вызовет увеличение их потенциальной энергии взаимодействия.