Задание №9 — Количество теплоты. Фазовые переходы

#67934Задание №9ФИПИ

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость веществаУдельная теплота парообразования

Твёрдый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты и температуры образца t.

Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.

1) В состоянии 2 вещество полностью расплавилось.
2) На участке 0-1 внутренняя энергия вещества не изменяется.
3) Температура плавления вещества равна 40 °С.
4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом.
5) Для того чтобы полностью расплавить образец вещества, уже находящийся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты, равное 40 кДж.

Правильный ответ

135

Пояснение

Решение:

По графику: участок 0–1 — нагревание твёрдого вещества до $40\ ^\circ\text{C}$ , поглощено $40$ кДж; участок 1–2 — горизонтальная площадка при $40\ ^\circ\text{C}$ , на неё затрачено $80-40=40$ кДж; участок 2–3 — нагревание жидкости от $40\ ^\circ\text{C}$ до $80\ ^\circ\text{C}$ , поглощено $180-80=100$ кДж.

1) Площадка плавления заканчивается в состоянии 2, значит к этому моменту вещество полностью расплавилось — верно.

2) На участке 0–1 температура растёт, значит внутренняя энергия вещества увеличивается — неверно.

3) Температура, при которой идёт площадка (переход из твёрдого состояния в жидкое), равна $40\ ^\circ\text{C}$ — это температура плавления — верно.

4) Из $Q=cm\Delta t$ : $c_\text{тв}m=\dfrac{40\ \text{кДж}}{40\ ^\circ\text{C}}=1\ \text{кДж/}^\circ\text{C}$ , $c_\text{ж}m=\dfrac{100\ \text{кДж}}{40\ ^\circ\text{C}}=2{,}5\ \text{кДж/}^\circ\text{C}$ , то есть удельная теплоёмкость жидкости больше, чем твёрдого вещества — неверно.

5) Плавлению соответствует участок 1–2, на нём поглощено $80-40=40$ кДж — верно.

Ответ: 135