Задание №14 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Проанализируем график зависимости температуры $t$ вещества от времени $\tau$. По условию задачи вещество первоначально находилось в твёрдом состоянии.

1. Анализ участков графика:
- АБ: Нагревание твёрдого тела. Температура растёт до температуры плавления.
- БВ: Плавление твёрдого тела. Температура остаётся постоянной, пока всё вещество не перейдёт в жидкое состояние. В точке Б вещество ещё твёрдое, в точке В — уже полностью жидкое.
- ВГ: Нагревание жидкости. Температура растёт.
- ГД: Охлаждение жидкости. Температура падает до температуры кристаллизации.
- ДЖ: Кристаллизация (отвердевание) жидкости. Температура остаётся постоянной. В точке Д вещество жидкое, в точке Ж — полностью твёрдое.
- После точки Ж: Охлаждение твёрдого тела.

2. Проверка утверждений:
1) Участок БВ графика соответствует процессу кипения вещества.
Неверно. Как мы определили выше, БВ — это процесс плавления, так как это первый горизонтальный участок при нагревании твёрдого тела.

2) Участок ГД графика соответствует кристаллизации вещества.
Неверно. Участок ГД наклонный, на нём температура уменьшается. Это процесс охлаждения жидкости. Кристаллизация происходит на горизонтальном участке ДЖ.

3) В процессе перехода вещества из состояния, соответствующего точке Б, в состояние, соответствующее точке В, внутренняя энергия вещества увеличивается.
Верно. На участке БВ происходит плавление. Несмотря на то, что температура не меняется, к веществу подводится теплота $Q = \lambda m$. Эта энергия расходуется на разрушение кристаллической решётки, следовательно, внутренняя энергия вещества растёт.

4) В состоянии, соответствующем точке Е на графике, вещество находится частично в жидком, частично в твёрдом состоянии.
Верно. Точка Е лежит на горизонтальном участке ДЖ, который соответствует процессу кристаллизации. Во время фазового перехода (пока процесс не завершился в точке Ж) в системе одновременно сосуществуют две фазы: жидкая и твёрдая.

5) В состоянии, соответствующем точке Ж на графике, вещество находится в жидком состоянии.
Неверно. Точка Ж является концом процесса кристаллизации. В этой точке всё вещество уже перешло в твёрдое состояние.

Вывод: верными являются утверждения под номерами 3 и 4.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ