Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Вода, охлаждённая предварительно до температуры кристаллизации, начинает кристаллизоваться. Как в процессе кристаллизации изменяется средняя кинетическая энергия молекул воды и внутренняя энергия смеси вода лёд?
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 кристаллизации воды:
1. Средняя кинетическая энергия молекул.
Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул вещества прямо пропорциональна его абсолютной температуре. В условии сказано, что вода уже охлаждена до температуры кристаллизации (). Процесс кристаллизации (переход из жидкого состояния в твёрдое) протекает при постоянной температуре до тех пор, пока всё вещество не перейдёт в новую фазу. Поскольку температура смеси вода – лёд в процессе кристаллизации не меняется, средняя кинетическая энергия молекул также не изменяется (соответствует цифре 3).
2. Внутренняя энергия смеси вода – лёд.
Процесс кристаллизации является экзотермическим, то есть он сопровождается выделением энергии в окружающую среду. Чтобы молекулы воды могли перестроиться из хаотичного состояния в упорядоченную кристаллическую решётку льда, они должны отдать часть своей потенциальной энергии взаимодействия. Так как система теряет энергию в виде тепла, суммарная внутренняя энергия смеси вода – лёд уменьшается (соответствует цифре 2).
Таким образом, для первой величины (энергия молекул) выбираем цифру 3, для второй (внутренняя энергия смеси) — цифру 2.
Ответ: 32
Источник: ФИПИ