Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
В процессе конденсации пар превращается в воду. Как при этом изменяются температура и внутренняя энергия системы вода пар?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличивается |
2) | уменьшается |
3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
32
Пояснение
Решение.
Разберём физические процессы, происходящие при конденсации пара:
1. Температура системы. Конденсация — это фазовый переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Согласно законам термодинамики, любой фазовый переход (кипение, конденсация, плавление, кристаллизация) чистого вещества при постоянном давлении происходит при строго определённой и неизменной температуре. Пока весь пар не превратится в воду, температура системы остаётся постоянной. Энергия, выделяющаяся при образовании связей между молекулами, компенсирует теплоотвод, поэтому охлаждения не происходит до завершения процесса. Следовательно, температура не изменяется (цифра 3).
2. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Так как температура не меняется, средняя кинетическая энергия молекул остаётся прежней. Однако при конденсации пар отдаёт тепло в окружающую среду (количество теплоты ). Расстояние между молекулами уменьшается, они переходят из свободного состояния в связанное (жидкое), при этом потенциальная энергия взаимодействия молекул уменьшается. Так как система теряет энергию, общая внутренняя энергия системы уменьшается (цифра 2).
Таким образом, для температуры соответствует цифра 3, а для внутренней энергии — цифра 2.
Ответ: 32
Источник: ФИПИ