Как претерпела изменения внутренняя энергия воды после того, как ее температура упала с 20 до 5 градусов, когда стакан

Bublik

12

Когда стакан с водой был помещен в холодильник и его температура упала с 20 до 5 градусов, внутренняя энергия воды также претерпела изменение.

Внутренняя энергия вещества связана с кинетической энергией его молекул (движением) и потенциальной энергией (взаимодействием между молекулами). При изменении температуры воды происходит изменение средней кинетической энергии молекул, которая является мерой их движения.

У нас есть формула, которая связывает изменение внутренней энергии (\(\Delta U\)) с изменением теплоты (\(Q\)) и работы (\(W\)):
\[\Delta U = Q + W\]

В данном случае, поскольку вода была помещена в холодильник, то она передала свою теплоту окружающей среде, что означает, что \(Q\) будет отрицательным значением. Также, поскольку не упомянуто о какой-либо работе, то \(W\) будет равно нулю.

Таким образом, мы можем переписать формулу в виде:
\[\Delta U = -Q\]

Изменение внутренней энергии (\(\Delta U\)) будет равно количеству теплоты (\(Q\)), которое было истрачено системой.

Чтобы найти это значение, нам нужно знать массу воды и ее теплоемкость. Вода имеет удельную теплоемкость \(c = 4.18 \, \text{Дж/(г°С)}\) (джоуль на грамм на градус Цельсия). Используя этот коэффициент, мы можем вычислить потерю теплоты системой:

\[Q = mc\Delta T\]

Где \(m\) - масса воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Теперь мы можем подставить значения в формулу и выполнить необходимые вычисления.

Предположим, что масса воды \(m = 100 \, \text{г}\), а изменение температуры \(\Delta T = 15 \, \text{°С}\) (вычитаем начальную температуру из конечной):

\[Q = (100 \, \text{г}) \cdot (4.18 \, \text{Дж/(г°С)}) \cdot (15 \, \text{°С})\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[Q = 6270 \, \text{Дж} \, (\text{джоулей})\]

Итак, внутренняя энергия воды изменилась на -6270 Дж (джоулей), что означает, что система потеряла теплоту.

Надеюсь, это объяснение понятно и помогло вам понять, как претерпела изменения внутренняя энергия воды при охлаждении. Если у вас есть еще вопросы, я с радостью на них отвечу!