Номер 21, страница 7 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Внутренняя энергия тела, в данном случае воды в стакане, представляет собой сумму кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Абсолютная температура тела является мерой средней кинетической энергии его молекул. Связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекулы $ \bar{E_k} $ и абсолютной температурой $\text{T}$ выражается формулой: $ \bar{E_k} = \frac{3}{2}kT $, где $\text{k}$ — постоянная Больцмана. В свою очередь, средняя кинетическая энергия связана со средним квадратом скорости молекул $ \overline{v^2} $: $ \bar{E_k} = \frac{m_0 \overline{v^2}}{2} $, где $ m_0 $ — масса одной молекулы. Таким образом, изменение средней скорости движения молекул напрямую свидетельствует об изменении их средней кинетической энергии, а следовательно, и температуры. Изменение температуры, в свою очередь, приводит к изменению внутренней энергии всей системы.

а) увеличилась;

Если средняя скорость поступательного движения молекул воды увеличилась, это означает, что их средняя кинетическая энергия также возросла. Увеличение средней кинетической энергии молекул эквивалентно повышению температуры воды. Поскольку внутренняя энергия напрямую зависит от температуры (для данного вещества в одном агрегатном состоянии), то при увеличении температуры внутренняя энергия воды также увеличивается.

Ответ: внутренняя энергия воды увеличилась.

б) уменьшилась?

Если средняя скорость поступательного движения молекул воды уменьшилась, это означает, что их средняя кинетическая энергия также уменьшилась. Уменьшение средней кинетической энергии молекул приводит к понижению температуры воды. Следовательно, при уменьшении температуры внутренняя энергия воды также уменьшается.

Ответ: внутренняя энергия воды уменьшилась.