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

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

Решение (пошагово, с пояснениями):

1. Формула. Для массы m и постоянной теплоёмкости c внутренняя энергия изменяется как ΔU = m · c · ΔT, где ΔT = T_f − T_i.

2. Значения. m = 2 кг, T_i = 95°C, T_f = 25°C. ΔT = 25 − 95 = −70 K.

3. Значение теплоёмкости воды. Приближённо c воды ≈ 4.18 кДж/(кг·K) (можно взять ≈ 4.2 кДж/(кг·K)).

4. Подстановка и вычисление. ΔU = 2 кг × 4.18 кДж/(кг·K) × (−70 K) = 8.36 × (−70) кДж = −585.2 кДж.

5. Ответ и смысл. Внутренняя энергия воды уменьшилась на примерно 585 кДж (поглощённая ею энергия потеряна в окружающую среду как тепло). Если итог округлять до двух значащих цифр, можно записать ΔU ≈ −5.9 × 10^2 кДж.

Дополнительная примечание (по желанию): при отсутствии объёмной работы малой (W ≈ 0) первый закон термодинамики ΔU = Q − W даёт Q ≈ ΔU, то есть вода отдала примерно 585 кДж тепла окружающей среде.