Какова разница между внутренними энергиями следующих веществ: 1) 4-килограммовый лед при температуре -50 градусов

Даша

47

Для того, чтобы ответить на ваш вопрос, нам понадобится знание о тепловых свойствах веществ и о понятии внутренней энергии.

Внутренняя энергия - это сумма кинетической и потенциальной энергии всех молекул вещества. Она зависит от температуры и количества вещества.

Перейдем к решению вашей задачи.

1) Начнем с расчета внутренней энергии льда при температуре -50 градусов Цельсия. В таком случае, лед находится в твердом состоянии, и его температура ниже точки замерзания воды. Мы можем использовать формулу для расчета внутренней энергии:

\[u_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где:
- \(u_1\) - внутренняя энергия льда,
- \(m\) - масса льда (4 килограмма),
- \(c\) - удельная теплоемкость льда,
- \(\Delta T\) - изменение температуры льда (50 градусов Цельсия).

Удельная теплоемкость льда составляет около 2.09 Дж/(град.С). Подставив все значения в формулу, получим:

\[u_1 = 4 \, \text{кг} \cdot 2.09 \, \text{Дж/(град.С)} \cdot (-50 \, \text{град.С}) \]

После вычислений получим значение внутренней энергии \(u_1\) для льда.

2) Теперь посчитаем внутреннюю энергию воды при температуре 20 градусов Цельсия. Вода находится в жидком состоянии, и ее температура ниже точки кипения. Формула для расчета внутренней энергии остается той же:

\[u_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:
- \(u_2\) - внутренняя энергия воды,
- \(m\) - масса воды (4 килограмма),
- \(c\) - удельная теплоемкость воды,
- \(\Delta T\) - изменение температуры воды (20 градусов Цельсия).

Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(град.С). Подставим все значения в формулу:

\[u_2 = 4 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(град.С)} \cdot 20 \, \text{град.С} \]

Рассчитав это значение, получим внутреннюю энергию \(u_2\) для воды.

Теперь, для определения разницы между \(u_1\) и \(u_2\), просто отнимем \(u_2\) от \(u_1\):

\(\text{разница} = u_1 - u_2\)

Подставим вычисленные значения внутренней энергии и рассчитаем разницу.

Таким образом, вы получите искомую разницу между внутренними энергиями льда при температуре -50 градусов Цельсия и воды при температуре 20 градусов Цельсия.