Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберём физические процессы, происходящие при плавлении льда, по порядку:

1. Температура смеси.
По условию лёд уже нагрет до температуры плавления ($0 \text{ °C}$ при нормальном атмосферном давлении). Когда вещество находится в процессе фазового перехода (в данном случае — плавления), вся подводимая энергия расходуется исключительно на разрушение кристаллической решётки льда. До тех пор, пока весь лёд не превратится в воду, температура смеси «вода – лёд» оставаться неизменной.
Следовательно, температура не изменяется (цифра 3).

2. Внутренняя энергия смеси.
Внутренняя энергия тела зависит от кинетической энергии движения его молекул (которая связана с температурой) и потенциальной энергии их взаимодействия (которая связана с агрегатным состоянием).
Хотя температура не растёт, для плавления льда необходимо подводить теплоту ($Q = \lambda m$). Эта энергия поглощается веществом, увеличивая потенциальную энергию молекул при переходе из твёрдого состояния в жидкое. Таким образом, общая внутренняя энергия системы в процессе плавления растёт.
Следовательно, внутренняя энергия увеличивается (цифра 1).

Результат:
Температура смеси: 3
Внутренняя энергия смеси: 1

Ответ: 31

Источник: ФИПИ