1. В один стакан налита холодная вода, в другой - столько же горячей воды. Одинакова ли внутренняя энергия воды в этих стаканах? 2. На столе в кухне стоят стакан и графин с водой.…
1. В один стакан налита холодная вода, в другой - столько же горячей воды. Одинакова ли внутренняя энергия воды в этих стаканах? 2. На столе в кухне стоят стакан и графин с водой. Одинаковы ли внутренние энергии воды в этих сосудах? 3. Как будет изменяться внутренняя энергия воды в кастрюле по мере ее подогревания? 4. Укажите, в каких из перечисленных ниже случаях внутренняя энергия воды не меняется: а) воду несут в ведре; б) переливают ее из ведра в чайник; в) нагревают до кипения. 5. Как можно отогреть озябшие руки, не используя нагретых предметов или теплых перчаток? 6. а) Можно ли ртутным медицинским термометром измерить температуру капли? б) Кусок сахара раздробили на мелкие кусочки, а потом растерли в порошок. В каком случае внутренняя энергия сахара больше? Почему? 7. а) Дотронувшись рукой до поверхности двух тел, вам показалось, что одно из них более холодное. Можно ли из этого сделать вывод, что поверхность каждого из тел имеет разную температуру? б) Изменится ли внутренняя энергия воды в море с наступлением ночи?
Внутренняя энергия воды в двух стаканах будет разной. Вода в стакане с горячей водой имеет больше внутренней энергии, чем холодная вода в другом стакане, поскольку внутренняя энергия прямо связана с температурой: чем выше температура, тем больше внутренняя энергия.
Внутренняя энергия воды в стакане и графине может быть разной, даже если объем воды одинаков. Это зависит от температуры воды в каждом из сосудов, а также от возможных условий (например, наличие теплоизоляции). Если, например, графин находится в теплой среде и вода в нем согрелась, а в стакане вода холоднее, то их внутренняя энергия будет разной.
По мере подогревания воды в кастрюле её внутренняя энергия будет увеличиваться. Это происходит за счет того, что молекулы воды начинают двигаться быстрее, и количество микроскопических способов распределения энергии (степени свободы) увеличивается.
Внутренняя энергия воды не меняется в следующих случаях: а) Когда воду несут в ведре, внутреняя энергия не меняется, если температура воды остается постоянной. б) При переливании воды из ведра в чайник внутренняя энергия также останется неизменной, если температура воды не меняется. в) При нагревании до кипения внутренняя энергия воды изменяется, так как она поглощает тепло и увеличивается.
Отогреть озябшие руки можно простым движением, например, потерев их друг о друга. Это создаст трение, что приведет к выделению тепла и согреванию кожи. Также можно воспользоваться физической активностью, что также приведет к повышению температуры тела.
а) Ртутным медицинским термометром можно измерить температуру капли, если капля достаточно велика и термометр может контактировать с ней. Обычно для этого используется термометр, положенный в среду, но в случае капли можно получить достаточно точное значение, если будет обеспечен хороший контакт.
б) Внутренняя энергия сахара в виде крупных кусочков будет меньше, чем в виде порошка. При измельчении сахара увеличивается площадь поверхности, что дает возможность для более эффективного взаимодействия с окружающей средой (например, с кислородом) и изменения внутренней энергии. Кроме того, измельчение представляет собой работу, при осуществлении которой может увеличиваться внутреняя энергия.
- а) Дотронувшись рукой до поверхностей двух тел, если одно кажется более холодным, это не обязательно указывает на то, что у них разные температуры. Это может быть связано с различной теплопроводностью материалов; более холодным может казаться тот объект, который лучше забирает тепло от руки, даже если его температура такая же.
б) Внутренняя энергия воды в море с наступлением ночи, скорее всего, изменится. Однако изменения могут быть незначительными, но в целом с понижением температуры воздуха вода может терять тепло, что приведет к снижению её внутренней энергии.
