`0^(@)C` ताप तथा सामान्य वायुमण्डलीय दाब पर 1 ग्राम जल के जमने पर इसका आयतन 1 `सेमी^(3)` से बढ़कर 1.091 `सेमी^(3)` हो जाता है । इसकी आन्तरिक ऊर्जा में कितना परिवर्तन हो जायेगा ? सामान्य वायुमण्डलीय दाब `1.013xx10^(5)` न्यूटन/` मीटर^(2)` है तथा बर्फ की गलत की गुप्त उष्मा 80 कैलोरी / ग्राम है । (1 कैलोरी =4.18 जूल)

Explanation

1 ग्राम जल में जमने में जल द्वारा दी गई ऊष्मा
Q = mL = 1 ग्राम `xx80("कैलोरी")/("ग्राम")=80` कैलोरी |
चूँकि यह ऊष्मा जल द्वारा दी गई है , अतः यह ऋणात्मक होगी अर्थात
Q = - 80 कैलोरी |
जल जमते समय बाह्य वायुमण्डल के दाब के विरुद्ध फैलता है । अतः जल द्वारा किया गया बाह्य कार्य (= बाह्य दाब xx आयतन - परिवर्तन )
`W=PxxDeltaV`
`=(1.013xx10^(5)न्यूटन/ मी^(2))xx[(1.091-1)xx10^(-6)मी^(3)]`
=0.0092 जूल ।
परन्तु 1 कैलोरी = 4.18 जूल |
`thereforeW=(0.0092)/(4.18"जूल/कैलोरी")=0.0022`कैलोरी ।
चूँकि यह कार्य बर्फ किया गया है , अतः यह धनात्मक है ।
उष्मागतिकी के प्रथम नियम से , आन्तरिक ऊर्जा में परिवर्तन
`DeltaU=Q-W=-80` कैलोरी -0.0022 कैलोरी|
`DeltaU` ऋणात्मक आता है । इससे पता चलता है कि जल के जमने पर इसकी आन्तरिक ऊर्जा घट जाती है । यह घटोत्तरी जल द्वारा दी गई ऊष्मा से भी अधिक होती है ।