Вопрос 1. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?
Вода в стакане с кипятком обладает большей внутренней энергией. Внутренняя энергия вещества зависит от его температуры: чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия молекул, а следовательно, и внутренняя энергия. Кипяток имеет гораздо более высокую температуру, чем холодная вода, что и приводит к большему значению внутренней энергии.
Вопрос 2. Какой из двух медных брусков обладает большей внутренней энергией?
Внутренняя энергия твердого тела зависит не только от температуры, но и от его массы. Если оба бруска имеют одинаковую температуру, то брусок массой 1 кг имеет большую внутреннюю энергию, чем брусок массой 0,5 кг. Это происходит потому, что в более массивном теле больше частиц, которые могут хранить внутреннюю энергию.
Вопрос 3. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.
- В случае, когда молоток бьют по наковальне, его внутренняя энергия увеличивается за счет механической работы, которая преобразуется в теплоту, вызывая увеличение температуры молотка.
- Когда молоток лежит на солнце, он поглощает солнечное излучение, что также увеличивает его внутреннюю энергию за счет повышения температуры от поступающей тепловой энергии.
Вопрос 4. Какое из перечисленных ниже действий приводит к изменению внутренней энергии воды?
- Нагревание воды на горячей плите – это изменение внутренней энергии, так как тепло передается воде, повышая ее температуру.
- Совершение работы над водой, приведение ее в поступательное движение вместе с кружкой – это также изменение внутренней энергии, так как работа, выполненная над водой, увеличивает ее кинетическую энергию.
- Совершение работы над водой перемешиванием ее миксером – и это действие приводит к изменению внутренней энергии, так как механическая работа, совершаемая при перемешивании, трансформируется в теплоту и повышает температуру воды.
Таким образом, все перечисленные действия (1, 2 и 3) приводят к изменению внутренней энергии воды.