Вода массой 2 кг остыла от 95 до 25°C. На сколько при этом изменилась еë внутренняя энергия?

Задача: вода массой 2 кг остыла с 95°C до 25°C. На сколько изменилась её внутренняя энергия?

Решение (пошагово):

• Для жидкой воды при изменении температуры без фазовых переходов изменение внутренней энергии задаётся формулой ΔU = m c ΔT, где:

  • m — масса,
  • c — удельная теплоёмкость воды ≈ 4,18 кДж/(кг·°C),
  • ΔT — изменение температуры (финальная минус начальная).

• Проверим условие: вода остаётся жидкой в диапазоне 95°C → 25°C, фазы не меняются, значит формулу можно применять.

• Вычислим ΔT: ΔT = T_f − T_i = 25°C − 95°C = −70°C.

• Подставим в формулу: ΔU = m c ΔT = (2 кг) × (4,18 кДж/(кг·°C)) × (−70°C) = −585,2 кДж.

• Переведём в джоули: ΔU = −585,2 × 10^3 Дж ≈ −5,85 × 10^5 Дж.

Ответ: Внутренняя энергия воды уменьшилась на примерно 585 кДж (−5,85 × 10^5 Дж). Если сосуд твёрдый, то выделяемая теплоёмкость Q ≈ ΔU; то есть вода отдала около 585 кДж тепла окружающей среде.