Номер 7, страница 88 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

7. Почему, несмотря на отводимую энергию, температура вещества на участке 2 (см. рис. 76) не изменяется?

Температура вещества на участке 2 не изменяется, несмотря на отвод энергии, потому что на этом участке происходит процесс фазового перехода. Поскольку энергия отводится (процесс охлаждения), это либо кристаллизация (переход из жидкого состояния в твердое), либо конденсация (переход из газообразного состояния в жидкое).

Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического движения частиц (молекул, атомов) вещества. Когда от вещества отводят тепло, его внутренняя энергия уменьшается. Однако во время фазового перехода это уменьшение внутренней энергии происходит за счет уменьшения потенциальной энергии взаимодействия частиц, а не их кинетической энергии.

При кристаллизации или конденсации частицы сближаются и образуют между собой связи (в случае кристаллизации — выстраиваются в упорядоченную кристаллическую решетку). Этот процесс сопровождается выделением энергии, которую называют теплотой фазового перехода. Количество выделяемой теплоты можно рассчитать по формуле $Q = Lm$ (для конденсации) или $Q = \lambda m$ (для кристаллизации). Эта выделяющаяся энергия как раз и отводится от системы. Пока весь объем вещества не завершит фазовый переход, его температура будет оставаться постоянной и равной температуре кристаллизации или конденсации. Как только весь газ сконденсируется или вся жидкость закристаллизуется, дальнейший отвод тепла приведет к понижению температуры вещества в новом агрегатном состоянии.

Ответ: На участке 2 происходит процесс фазового перехода (кристаллизация или конденсация). Вся отводимая от вещества энергия расходуется на изменение агрегатного состояния, а не на изменение его температуры. В ходе этого процесса потенциальная энергия взаимодействия молекул уменьшается, а их средняя кинетическая энергия (и, следовательно, температура) остается постоянной до полного завершения перехода.