Вопрос пользователя:
В каком состоянии – твердом или жидком – удельная теплоемкость вещества больше? Ответ обоснуйте.
Илюха отвечает:
Дадим определение теплоемкости тела. Это количество теплоты, необходимое для нагрева этого тела на 1 градус. Удельная теплоемкость тела, это отношение количества теплоты, необходимой для повышения температуры тела на 1 градус на его массу. Или, иначе говоря, это количество теплоты, необходимое для нагрева единицы массы (1 кг) на 1 градус. Любой разумный человек скажет, что удельная теплоемкость жидкости больше, чем у этого же вещества в твердом состоянии, так как между ними лежит фазовый переход (плавление), но мы пойдем другим путем.
Тепло, которое передается телу, идет на возрастание внутренней энергии тела. Теперь вопрос можно переиначить. В каком случае (твердое состояние или жидкое) внутренняя энергия тела больше при температуре плавления. Естественно, у жидкости, так как к внутренней энергии твердого тела надо будет теперь добавить еще теплоту плавления.
Почему так? Внутренняя энергия это сумма кинетических и потенциальных энергий молекул вещества. Если при одной и той же температуре кинетические энергии сравнимы и примерно равны, то потенциальная энергия (зависящая от расстояний между молекулами) больше у жидкости, так как межмолекулярные расстояния больше.