ID: 00002728
Порция водяного пара массой 5 г конденсируется на холодной металлической пластинке. Пар и пластинка обмениваются энергией только друг с другом. Как в результате данного процесса изменяются внутренняя энергия этой порции пара и температура пластинки? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
При конденсации пар переходит из газообразного состояния в жидкое. Это фазовый переход с выделением теплоты (конденсация — экзотермический процесс).
Пар отдаёт теплоту $Q = L \cdot m$, где $L$ — удельная теплота парообразования.
Поскольку система изолирована, переданная паром теплота полностью поглощается пластинкой:
$$\Delta U_{\text{пар}} = -Q \lt 0 \quad \text{(внутренняя энергия пара уменьшается)}$$
$$\Delta U_{\text{пластинка}} = +Q \gt 0 \quad \text{(внутренняя энергия пластинки увеличивается)}$$
Увеличение внутренней энергии пластинки (без фазового перехода в ней) проявляется в росте температуры:
$$\Delta T_{\text{пластинки}} \gt 0$$
Закон сохранения энергии для изолированной системы:
$$\Delta U_{\text{пар}} + \Delta U_{\text{пластинка}} = 0$$