Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберем физические процессы, происходящие при конденсации пара.

1. Средняя кинетическая энергия молекул.
Процесс конденсации (переход вещества из газообразного состояния в жидкое) происходит при постоянной температуре, если внешнее давление не меняется. Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул $\bar{E}_k$ прямо пропорциональна абсолютной температуре $T$. Формула зависимости: $\bar{E}_k = \frac{3}{2}kT$, где $k$ — постоянная Больцмана. Так как при конденсации температура пара не изменяется, то и средняя кинетическая энергия его молекул остается неизменной. Следовательно, для первой величины выбираем цифру 3.

2. Внутренняя энергия системы.
Внутренняя энергия системы складывается из кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. В процессе конденсации пар отдает теплоту в окружающую среду (выделяется энергия $Q = Lm$). При превращении пара в жидкость расстояние между молекулами резко уменьшается, что ведет к изменению (уменьшению) потенциальной энергии взаимодействия молекул. Поскольку система теряет энергию, общая внутренняя энергия системы «вода – пар» уменьшается. Следовательно, для второй величины выбираем цифру 2.

Таким образом, средняя кинетическая энергия не изменяется (3), а внутренняя энергия уменьшается (2).

Ответ: 32

Источник: ФИПИ