W tym zadaniu musisz określić, czy
wody o temperaturze topnienia lodu ma większą energię wewnętrzną niż taka sama masa lodu o tej samej temperaturze.
Woda ma większą energię wewnętrzną, gdyż zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki
, gdzie Q to ciepło dostarczone, W to praca wykonana nad układem, zaś U to energia wewnętrzna. Bez wykonywania pracy, energia wewnętrzna zależy jedynie od wymiany ciepła. By zamienić całkowicie lód o temperaturze
w wodę o tej samej temperaturze, należy dostarczyć ciepło, które wynosi
, gdzie m to masa lodu, ct to ciepło topnienia lodu. Ciepło to zużyte jest na zrywanie wiązań krystalicznych.
Wyjaśnienie:
Energia wewnętrzna w termodynamice, jest to całkowita energia układu będąca sumą energii potencjalnej i kinetycznej makroskopowych części układu, energii kinetycznej cząsteczek, energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych itd.
