Задание №9 — Количество теплоты. Фазовые переходы

Решение:

Горизонтальные участки графика соответствуют фазовым переходам при постоянной температуре, наклонные — нагреванию или охлаждению вещества.

По графику: $AB$ — нагревание жидкого эфира от $20\ ^\circ\text{C}$ до $40\ ^\circ\text{C}$; $BC$ — кипение при $40\ ^\circ\text{C}$; $CD$ — нагревание пара до $\approx70\ ^\circ\text{C}$; $DE$ — охлаждение пара до $40\ ^\circ\text{C}$; $EF$ — конденсация при $40\ ^\circ\text{C}$; $FG$ — охлаждение жидкости.

1) Кипение идёт на полке $BC$, то есть температура кипения равна $40\ ^\circ\text{C}$, а не $60\ ^\circ\text{C}$. Неверно.

2) Точка $F$ — конец полки конденсации $EF$: весь пар уже превратился в жидкость, поэтому в сосуде находится только жидкий эфир. Верно.

3) На участке $BC$ эфиру подводится теплота $Q=\lambda m$, которая идёт на превращение жидкости в пар: потенциальная энергия взаимодействия молекул растёт, значит внутренняя энергия эфира увеличивается (хотя температура постоянна). Верно.

4) В точке $G$ эфир — жидкость при $\approx25\ ^\circ\text{C}$; горизонтального участка отвердевания на графике нет, температура кристаллизации эфира гораздо ниже. Неверно.

5) Полки $BC$ (выкипание) и $EF$ (конденсация) имеют одинаковую длину по оси $\tau$, значит эти времена равны, а не «меньше». Неверно.

Ответ: 23