Номер 6, страница 63, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 7. Плавление и кристаллизация - номер 6, страница 63.

Условие.

6. Следствием какого закона природы является то, что при кристаллизации воды выделяется такое же количество теплоты, которое было поглощено при таянии льда той же массы?

Решение.

Явление, при котором количество теплоты, выделяемое при кристаллизации воды, равно количеству теплоты, поглощенному при таянии льда той же массы, является прямым следствием фундаментального закона сохранения энергии.

Плавление (таяние льда) и кристаллизация (замерзание воды) — это взаимно обратные фазовые переходы.

При плавлении вещество поглощает энергию извне для того, чтобы разрушить связи в кристаллической решетке и перейти из твердого состояния в жидкое. Это эндотермический процесс. Количество поглощенной теплоты, $Q_{погл}$, рассчитывается по формуле $Q_{погл} = \lambda m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления, а $\text{m}$ — масса вещества. Внутренняя энергия вещества при этом возрастает.

При кристаллизации, наоборот, происходит образование связей между молекулами и формирование кристаллической решетки, что сопровождается выделением энергии в окружающую среду. Это экзотермический процесс. Количество выделившейся теплоты, $Q_{выд}$, по абсолютной величине равно количеству поглощенной теплоты при плавлении: $|Q_{выд}| = \lambda m$. Внутренняя энергия вещества при этом уменьшается.

Закон сохранения энергии гласит, что энергия в изолированной системе не создается и не уничтожается, а лишь преобразуется из одной формы в другую. Поскольку кристаллизация является процессом, в точности обратным плавлению, то для соблюдения этого закона, количество энергии, выделенное системой при кристаллизации, должно быть равно количеству энергии, поглощенному ею при плавлении. Если бы эти величины не были равны, это означало бы либо создание, либо уничтожение энергии из ничего, что противоречит данному фундаментальному закону природы.

Ответ: Закон сохранения энергии.