Вопрос школьника
Вода и водяной пар, имея равную температуру, например 100 °С, отличаются расположением молекул. Одинакова ли внутренняя энергия пара и воды? Почему?
Ответ от учителя
Вода и водяной пар при равной температуре имеют разное расположение молекул. Вода представляет собой жидкость, в которой молекулы находятся близко друг к другу и связаны между собой водородными связями. Водяной пар же представляет собой газ, в котором молекулы находятся на большом расстоянии друг от друга и движутся в свободном состоянии.
Однако, несмотря на разное расположение молекул, внутренняя энергия пара и воды при равной температуре одинакова. Это связано с тем, что внутренняя энергия зависит только от температуры и количества вещества, а не от его фазового состояния. Таким образом, при одинаковой температуре вода и водяной пар имеют одинаковую внутреннюю энергию.
При переходе воды в водяной пар или наоборот, происходит изменение фазы вещества, которое сопровождается изменением внутренней энергии. Энергия, необходимая для перехода воды в пар, называется теплом парообразования, а энергия, выделяющаяся при конденсации пара в воду, называется теплом конденсации. Однако, при равной температуре внутренняя энергия воды и водяного пара остается неизменной.
