Тепловые Явления — Задание 12 ОГЭ по физике №00003934 | Global EE
Тепловые Явления — Задание 12 ОГЭ по физике №00003934
№2. Задание 12
ID: 00003934
Кубик льда, имеющий температуру 0 °С, начинает таять в тёплом помещении. Как изменяются в процессе плавления средняя кинетическая энергия молекул в образующейся воде и внутренняя энергия смеси лёд – вода?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$T_{\text{льда}} = 0{,}0 \text{ °C}$, идёт процесс плавления.
Найти:
Как изменяются средняя кинетическая энергия молекул воды и внутренняя энергия смеси лёд–вода?
⠀
Решение:
При плавлении льда происходит фазовый переход при фиксированной температуре: $T = 0 \text{ °C} = \text{const}$.
Средняя кинетическая энергия молекул связана с температурой:
$$\overline{\varepsilon_{\text{кин}}} = \frac{3}{2}kT$$
Поскольку $T = \text{const}$, средняя кинетическая энергия молекул не изменяется.
Внутренняя энергия смеси лёд–вода:
Внутренняя энергия включает кинетическую и потенциальную составляющие. При плавлении кристаллическая решётка льда разрушается — молекулы выходят из узлов решётки. На это расходуется теплота плавления, поглощаемая от тёплого помещения:
$$Q = \lambda m$$
Несмотря на постоянную температуру, потенциальная энергия взаимодействия молекул возрастает, поэтому внутренняя энергия смеси увеличивается.
