Задание №14 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение. Проанализируем графики процессов, происходящих в калориметре.

На графике представлены две линии. Верхняя линия (участок АБ) начинается при положительной температуре $t_1$, следовательно, она описывает охлаждение воды. Нижняя линия (участки ГВ и ВБ) начинается при отрицательной температуре $t_2$, значит, она описывает процессы, происходящие со льдом.

1) Анализ участка АБ: Вода охлаждается от начальной температуры $t_1$ до конечной температуры в точке Б. Как видно из графика, точка Б лежит на оси времени, где температура $t = 0 \text{ } ^\circ\text{C}$. Таким образом, конечная температура воды в калориметре равна $0 \text{ } ^\circ\text{C}$. Утверждение №1 верно.

2) Анализ участка ГВ: Температура льда повышается от $t_2$ до $0 \text{ } ^\circ\text{C}$. Это процесс нагревания льда, а не воды. Утверждение №2 неверно.

3) Анализ точки Б: Состояние теплового равновесия характеризуется тем, что температуры всех тел в системе становятся одинаковыми и перестают меняться (при отсутствии внешнего теплообмена). В точке Б графики охлаждения воды и плавления льда сходятся в одной температурной точке $0 \text{ } ^\circ\text{C}$. После этого момента изменения температуры не происходит. Значит, точка Б соответствует моменту установления теплового равновесия. Утверждение №3 верно.

4) Анализ участка ВБ: Этот горизонтальный участок при температуре $0 \text{ } ^\circ\text{C}$ соответствует процессу плавления льда. Однако процесс обрывается в точке Б, которая является точкой теплового равновесия. Поскольку график не показывает завершения процесса (перехода к нагреванию получившейся воды), мы не можем утверждать, что растаял весь лёд. В состоянии теплового равновесия при $0 \text{ } ^\circ\text{C}$ в калориметре может находиться смесь воды и оставшегося льда. Утверждение №4 неверно.

5) Анализ процесса АБ: Участок АБ соответствует охлаждению воды. При охлаждении вещество отдает энергию (количество теплоты) окружающей среде (в данном случае — льду). Поглощение энергии происходит при нагревании или плавлении (участки ГВ и ВБ). Утверждение №5 неверно.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ