866. Сравните внутреннюю энергию 1 кг водяного пара при 100 °C и 1 кг воды при 100 °C. Что больше? На сколько? Почему?

При одинаковой температуре средняя кинетическая энергия молекул воды и пара одинакова. Но при испарении веществу сообщается энергия, которая идёт на преодоление притяжения между молекулами.

Разность внутренних энергий равна энергии, затраченной на парообразование:

\[\Delta U = r m\]

Для воды при 100 °C удельная теплота парообразования \(r \approx 2.3 \cdot 10^6\) Дж/кг, а масса \(m = 1\) кг. Поэтому

\[\Delta U = 2.3 \cdot 10^6 \cdot 1 = 2.3 \cdot 10^6\text{ Дж}.\]

Ответ: внутренняя энергия 1 кг водяного пара больше примерно на \(2.3 \cdot 10^6\) Дж. Разница связана с энергией, полученной при превращении воды в пар.