а) Вода и водяной пар, имея равную температуру, например 100°С, различаются расположением молекул. Одинакова ли внутренняя энергия пара и воды? Почему?
б) Холодная и горячая вода состоит из одинаковых молекул. Одинакова ли внутренняя энергия одной и той же массы воды в этих состояниях? Почему?
Внутренняя энергия водяного пара больше внутренней энергии воды. Увеличение внутренней энергии вещества при испарении без изменения температуры происходит в основном благодаря тому, что при переходе в пар среднее расстояние между молекулами увеличивается. При этом возрастает их взаимная потенциальная энергия, так как, для того чтобы раздвинуть молекулы на большие расстояния, нужно затратить работу на преодоление сил притяжения молекул друг к другу.
Внутренняя энергия одной и той же массы воды в разных состояниях различна. Внутренняя энергия горячей воды больше, потому что средняя скорость движения молекул выше.