Давайте разберём задачу шаг за шагом.
Дано:
- Масса вещества, ( m = 2,8\ \text{кг} )
- Начальная температура, ( T_i = 0^\circ C )
- Вещество находится в жидком состоянии и при охлаждении кристаллизуется
- Тёплота кристаллизации, ( Q = 3,3 \times 10^5 \ \text{Дж/кг} )
Что нужно найти?
Изменение внутренней энергии вещества при кристаллизации.
Важные моменты
- Переход из жидкого состояния в кристаллическое: при этом выделяется теплота, называемая теплотой кристаллизации.
- При кристаллизации в основном меняется внутренняя энергия за счёт выделяемой теплоты.
- Внутренняя энергия при фазовых превращениях изменяется равномерно за счёт тепла, выделяемого или поглощаемого при переходе.
Формула
[
\Delta U = - Q \times m
]
где:
- (Q) — теплота кристаллизации за 1 кг вещества,
- (m) — масса вещества.
Знак минус показывает, что внутренняя энергия уменьшается, потому что энергия уходит при кристаллизации.
Расчёт
[
\Delta U = - (3,3 \times 10^5 \ \text{Дж/кг}) \times 2,8\ \text{кг}
]
[
\Delta U = - (3,3 \times 10^5) \times 2,8 = - (3,3 \times 2,8) \times 10^5
]
Посчитаем:
[
3,3 \times 2,8 = 9,24
]
Итак,
[
\Delta U = - 9,24 \times 10^5 \ \text{Дж}
]
Ответ:
Внутренняя энергия вещества уменьшится на ( 924,000 ) Дж (или ( 9,24 \times 10^5 ) Дж).
Если есть необходимость пояснить более подробно, например, почему мы используем именно такую формулу или как происходит кристаллизация, скажите!