Два алюминиевых бруска одинаковой температуры (50°C) имеют различные массы. какой из брусков имеет большую внутреннюю энергию? почему?

Ответ: тот же по температуре брусок, у которого большая масса, имеет большую внутреннюю энергию. Пояснение по шагам: - Внутренняя энергия твердых тел зависит от количества вещества и температуры. При приближении можно записать U ≈ m · c · T, где: - m — масса, - c — удельная теплоёмкость материала (для алюминия примерно 900 Дж/(кг·К)), - T — абсолютная температура (в К Kelvin). - Обе заготовки имеют одну и ту же температуру: 50 °C. Это значит, что U для каждой заготовки пропорциональна её массе, так как c и T одинаковы. Следовательно: - U1 = m1 · c · T - U2 = m2 · c · T - Соотношение: U1 / U2 = m1 / m2. - Следовательно, бруск с большей массой имеет большую внутреннюю энергию. Дополнительная мысль: - Энергия на единицу массы (ε = U/m) при данной температуре одинакова для обеих заготовок и равна ε = c · T. Но общая внутренняя энергия зависит от массы: чем масса больше, тем больше общая энергия. Небольшой пример для наглядности (для иллюстрации масштаба): - Пусть m1 = 3 кг, m2 = 1 кг, c ≈ 900 Дж/(кг·К), T ≈ 323 K (50 °C). - U1 ≈ 3 · 900 · 323 ≈ 874 000 Дж - U2 ≈ 1 · 900 · 323 ≈ 291 000 Дж - Разница объясняется разной массой: больше масса — больше внутренняя энергия.