Реши пожалуйста эти 3 задания по физике

Краткий ответ

1. Для одинаковых масс при одной температуре: \[ U_{\text{пара}}>U_{\text{воды}}>U_{\text{льда}}. \]

2. Металл нужно нагреть до температуры плавления и сообщить ему энергию плавления.

3. Да, вода обменивалась энергией с окружающими телами: при замерзании она отдавала им энергию. Поэтому при одинаковой температуре внутренняя энергия воды больше внутренней энергии льда.

Решение и объяснение

1. Сравнение внутренней энергии

Температура характеризует в основном среднюю кинетическую энергию движения частиц. Но внутренняя энергия включает ещё и потенциальную энергию взаимодействия частиц.

Чтобы превратить:

• лёд в воду, нужно сообщить энергию плавления;
• воду в пар, нужно дополнительно сообщить большую энергию парообразования.

Поэтому при одинаковой температуре и одинаковой массе: \[ \boxed{U_{\text{пара}}>U_{\text{воды}}>U_{\text{льда}}}. \]

Проверка: переход от льда к воде и затем к пару требует поглощения энергии, значит внутренняя энергия увеличивается.

2. Как превратить металл в жидкость

Нужно выполнить два этапа:

1. Нагреть металл до температуры плавления: \[ Q_1=cm(t_{\text{пл}}-t_0). \]

2. Продолжать нагревание при температуре плавления, пока весь металл не расплавится: \[ Q_2=\lambda m. \]

Общее количество теплоты: \[ Q=cm(t_{\text{пл}}-t_0)+\lambda m. \]

Во время плавления температура металла не изменяется — энергия расходуется на разрушение кристаллической решётки.

3. Замерзание воды

Да, при замерзании вода отдавала энергию стакану, воздуху и другим окружающим телам. Эта энергия называется теплотой кристаллизации.

При замерзании температура воды остаётся постоянной, но внутренняя энергия уменьшается: \[ U_{\text{воды}}-U_{\text{льда}}=\lambda m. \]

Следовательно, для одинаковых масс при одинаковой температуре: \[ \boxed{U_{\text{воды}}>U_{\text{льда}}}. \]