На сколько изменилась внутренняя энергия воды массой 2 кг, когда она остыла от 95°С до 25°С?

Содержание: Изменение внутренней энергии вещества

Разъяснение: Внутренняя энергия вещества - это сумма кинетической и потенциальной энергий всех его молекул. Она зависит от температуры и состояния вещества. Изменение внутренней энергии можно вычислить с помощью формулы:

ΔQ = m * c * ΔT

где ΔQ - изменение внутренней энергии, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для воды удельная теплоемкость c = 4.18 кДж/(кг * °C). Подставим значения в формулу:

ΔQ = 2 кг * 4.18 кДж/(кг * °C) * (25 °C - 95 °C)

Упростим выражение:

ΔQ = 2 кг * 4.18 кДж/(кг * °C) * (-70 °C)

ΔQ = - 2 * 4.18 * 70 кДж

ΔQ = - 584.8 кДж

Из полученного результата видно, что внутренняя энергия воды уменьшилась на 584.8 кДж.

Совет: Для лучшего понимания изменения внутренней энергии вещества, рекомендуется изучить понятия удельной теплоемкости и формулу для вычисления изменения внутренней энергии. Также полезно знать, что отрицательное значение изменения внутренней энергии означает уменьшение тепловой энергии вещества.

Проверочное упражнение: Сколько внутренней энергии получит 3 кг воды, если она нагреется от 20°C до 45°C? (Удельная теплоемкость воды равна 4.18 кДж/(кг * °C)).

Тема урока: Внутренняя энергия и изменение температуры

Описание: Внутренняя энергия (ΔU) является мерой общей энергии, которая находится в системе. Изменение внутренней энергии материала связано с изменением его температуры. Для расчета изменения внутренней энергии можно использовать формулу:

ΔU = mcΔT

где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение его температуры.

В данной задаче у нас есть вода массой 2 кг, которая остывает от 95°C до 25°C. Для воды удельная теплоемкость (c) составляет приблизительно 4,18 кДж/кг·°C.

Теперь можем подставить значения в формулу и вычислить изменение внутренней энергии:

ΔU = (2 кг) * (4,18 кДж/кг·°C) * (25°C - 95°C)

ΔU = (2) * (4,18) * (-70)

ΔU = -585,2 кДж

Таким образом, внутренняя энергия воды уменьшилась на 585,2 кДж.

Совет: Чтобы лучше понять контекст задачи об изменении внутренней энергии, полезно изучить тепловую емкость и связанные с ней концепции, такие как тепловой поток и изменение температуры.

Задача на проверку: Если вам дана вода массой 3 кг, которая нагревается с 20°C до 85°C, какое изменение внутренней энергии произойдет? Используйте известную удельную теплоемкость воды.