из чайников выкипела почти вся вода в некоторые моменты времени массы воды и пара в нём оказались равными А их температура 100 градусов Цельсия Можно ли утверждать что внутренняя…

Коротко: нет. Даже если масса воды и пара одинакова, их внутренние энергии не равны. Внутренняя энергия пара при 100°C и 1 атм существенно выше, чем у воды.

Пошагово:

1. Что берем за состояния

• Жидкая вода при 100°C и 1 атм — насыщенная жидкость.
• Пар при 100°C и 1 атм — насыщенный пар.

2. Вводные данные (приближённые стандартные значения)

• Удельная энергия воды (внутренняя энергия) u_f ≈ 0.42 МДж/кг (около 419 кДж/кг).
• Удельная энергия пара u_g ≈ 2.50 МДж/кг (около 2500–2510 кДж/кг).
• Разность на кг: u_g − u_f ≈ 2.1 МДж/кг.

3. Как это связано с массой

• Пусть массы воды и пара равны: m_f = m_g = m.
• Тогда общие внутренние энергии будут: U_water = m · u_f, U_steam = m · u_g.
• Поскольку u_g > u_f, U_steam > U_water (разница U_steam − U_water = m · (u_g − u_f) ≈ 2.1 МДж/кг · m).

4. Объяснение на физическом уровне

• При испарении вода поглощает скрытую теплоту vd (latent heat). Но внутренняя энергия учитывает не только теплоту, но и работу, совершаемую при расширении пара.
• Разность между энтальпией и внутренней энергией даёт u_g − u_f = L_v − p(v_g − v_f). При 100°C и 1 атм L_v ≈ 2257 кДж/кг, p(v_g − v_f) ≈ примерно 169 кДж/кг, поэтому разность примерно 2080–2100 кДж/кг, что положительно.

5. Вывод

• Даже при равных массах вода и пар не имеют одинаковой внутренней энергии. Удельная энергия пара заметно выше удельной энергии жидкости.

ДополнительNote:

• Если поменять давление/состояние так, что пары и жидкости окажутся в других режимах, значения изменятся, но в обычных условиях 100°C и 1 атм у пара всегда более «энергично» насыщенный (u_g > u_f).