Номер 2, страница 38 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. На сколько увеличится при плавлении внутренняя энергия серебра массой $m = 2,00 \text{ кг}$?

Дано:

Масса серебра $m = 2,00 \text{ кг}$
Удельная теплота плавления серебра $\lambda = 0,87 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$ (табличное значение)

Найти:

$\Delta U$

Решение:

При плавлении вещество переходит из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре (температуре плавления). Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы $\Delta U$ равно сумме количества теплоты $Q$, переданного системе, и работы $A'$, совершенной над системой внешними силами:

$\Delta U = Q + A'$

В процессе плавления изменение объема тела незначительно, поэтому работой, совершаемой над телом или самим телом, можно пренебречь ($A' \approx 0$). Это означает, что всё подводимое к телу количество теплоты идет на увеличение его внутренней энергии. Это увеличение происходит за счет разрушения кристаллической решетки, то есть за счет увеличения потенциальной энергии взаимодействия молекул, в то время как их средняя кинетическая энергия (связанная с температурой) остается неизменной.

Таким образом, увеличение внутренней энергии равно количеству теплоты, необходимому для плавления:

$\Delta U = Q$

Количество теплоты, необходимое для плавления тела массой $m$, взятого при температуре плавления, вычисляется по формуле:

$Q = \lambda \cdot m$

Следовательно, для нахождения изменения внутренней энергии серебра воспользуемся формулой:

$\Delta U = \lambda \cdot m$

Подставим числовые значения в формулу:

$\Delta U = 0,87 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 2,00 \text{ кг} = 1,74 \cdot 10^5 \text{ Дж}$

Результат можно также выразить в килоджоулях (кДж), зная, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$\Delta U = 174 \text{ кДж}$

Ответ: внутренняя энергия серебра при плавлении увеличится на $1,74 \cdot 10^5 \text{ Дж}$ (или $174 \text{ кДж}$).