Номер 7, страница 18 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Изменения агрегатного состояния вещества. Выполняем тест - номер 7, страница 18.

Условие.

7. При плавлении кристаллического тела его внутренняя энергия:

1) уменьшается

2) увеличивается

3) не изменяется

4) сначала увеличивается, а затем уменьшается

Решение.

Решение

Внутренняя энергия тела ($\text{U}$) складывается из кинетической энергии хаотического движения его частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Это можно записать в виде формулы: $U = E_k + E_p$.

Плавление — это процесс перехода вещества из твердого (кристаллического) состояния в жидкое. У кристаллических тел этот процесс происходит при постоянной температуре, которую называют температурой плавления. Для того чтобы расплавить тело, к нему необходимо подводить определенное количество теплоты ($\text{Q}$).

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами: $Q = \Delta U + A$. При плавлении объем тела изменяется незначительно, поэтому работой $\text{A}$ можно пренебречь. В этом случае вся подводимая теплота идет на увеличение внутренней энергии: $Q = \Delta U$.

Поскольку для плавления требуется подвод теплоты ($Q > 0$), то и изменение внутренней энергии будет положительным ($\Delta U > 0$), то есть внутренняя энергия увеличивается.

Рассмотрим этот процесс на молекулярном уровне. Так как температура тела во время плавления остается постоянной, средняя кинетическая энергия ($E_k$) его частиц не изменяется. Подводимая же энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. Частицы в твердом теле жестко связаны друг с другом, а для разрыва этих связей требуется энергия. В результате разрушения решетки среднее расстояние между частицами увеличивается, что приводит к росту их потенциальной энергии взаимодействия ($E_p$).

Таким образом, в процессе плавления кинетическая энергия частиц не меняется, а потенциальная энергия увеличивается. Следовательно, их сумма — внутренняя энергия тела — увеличивается.

Ответ: 2