В одной банке находится 1 кг холодной воды, а в другой — 1 кг горячей воды. В какой банке внутренняя энергия воды больше?

ответ к заданию по физике
 

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны понимать, что внутренняя энергия вещества связана с его температурой. Чем выше температура вещества, тем больше его внутренняя энергия.

У нас есть две банки с водой - одна с холодной водой и другая с горячей водой. Обе банки содержат одинаковый вес воды, то есть 1 кг.

Первоначально, холодная вода имеет низкую температуру, например 10 градусов Цельсия, в то время как горячая вода имеет высокую температуру, например 90 градусов Цельсия.

Теперь, чтобы определить, в какой банке внутренняя энергия воды больше, мы должны использовать формулу для вычисления внутренней энергии, которая выглядит следующим образом:

Внутренняя энергия = масса вещества * удельная теплоемкость * изменение температуры.

Мы знаем, что масса воды в обеих банках равна 1 кг. Удельная теплоемкость воды примерно равна 4,186 Дж/г°С.

Давайте вычислим изменение энергии для каждой из банок:

Для холодной воды:
Температура начальная = 10 градусов Цельсия
Температура конечная = 0 градусов Цельсия (предположим, что холодная вода остывает до 0 градусов Цельсия)
Изменение температуры = температура конечная - температура начальная = 0 - 10 = -10 градусов Цельсия

Внутренняя энергия холодной воды = 1 * 4.186 * -10 = -41.86 Дж

Для горячей воды:
Температура начальная = 90 градусов Цельсия
Температура конечная = 100 градусов Цельсия (предположим, что горячая вода нагревается до 100 градусов Цельсия)
Изменение температуры = температура конечная - температура начальная = 100 - 90 = 10 градусов Цельсия

Внутренняя энергия горячей воды = 1 * 4.186 * 10 = 41.86 Дж

Итак, ответ: Внутренняя энергия горячей воды больше, чем внутренняя энергия холодной воды, поскольку вычисленное значение положительное.