Тепловые Явления — Задание 12 ОГЭ по физике №00003934

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.