В пустой стакан положили несколько кубиков льда. Через некоторое время половина льда растаяла. Внутренняя энергия
чего больше в этот момент: воды или льда?​

Вопрос о внутренней энергии воды и льда в момент, когда половина льда в стакане растаяла, довольно интересен и позволяет рассмотреть несколько основных концепций термодинамики.

Внутренняя энергия системы включает в себя кинетическую и потенциальную энергию всех молекул вещества. Кинетическая энергия зависит от температуры: чем выше температура, тем больше кинетическая энергия молекул. Потенциальная энергия связана с взаимодействием молекул, и в случае воды и льда это взаимодействие особенно важно.

Лед и вода, находящиеся в стакане, стремятся к термодинамическому равновесию, то есть к одинаковой температуре. При таянии льда он поглощает тепловую энергию из окружающей среды (в данном случае, от оставшегося льда и воды в стакане), что приводит к его переходу из твёрдого состояния в жидкое. Этот процесс требует значительного количества энергии, известного как теплота плавления.

В момент, когда половина льда растаяла, обе фазы (лед и вода) находятся при одной и той же температуре, обычно 0 °C, если внешнее давление нормальное. Несмотря на одинаковую температуру, внутренняя энергия воды и льда будет различаться из-за разной потенциальной энергии молекул. Вода имеет более высокую внутреннюю энергию, потому что для перехода из твёрдого состояния в жидкое молекулы льда должны преодолеть межмолекулярные связи, что требует энергии. Таким образом, даже при одинаковой температуре молекулы воды обладают большей внутренней энергией, чем молекулы льда.

В заключение, в момент, когда половина льда растаяла, вода в стакане обладает большей внутренней энергией по сравнению с оставшимся льдом.