Задание №14 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для выбора верных утверждений проанализируем данные таблицы и применим физические законы.

1. Проверим утверждение №1: «Кольцо из серебра нельзя расплавить в алюминиевой посуде».
Чтобы расплавить металл в посуде, необходимо нагреть его до температуры плавления. При этом температура плавления самого сосуда должна быть выше, чем у содержимого, иначе посуда расплавится раньше. Согласно таблице, температура плавления серебра составляет $t_{пл.Ag} = 960 \text{ °C}$, а температура плавления алюминия — $t_{пл.Al} = 660 \text{ °C}$. Так как $t_{пл.Ag} > t_{пл.Al}$, алюминиевая посуда расплавится при попытке нагреть в ней серебро до температуры его плавления. Утверждение верно.

2. Проверим утверждение №2: «Алюминиевая проволока плавает в расплавленном цинке».
Условие плавания тел гласит: тело плавает на поверхности жидкости, если его плотность меньше плотности этой жидкости ($\rho_{тела} < \rho_{жидкости}$). В условии сказано, что плотность расплавленного металла равна плотности в твёрдом состоянии. Плотность алюминия $\rho_{Al} = 2,7 \text{ г/см}^{3}$, плотность цинка $\rho_{Zn} = 7,1 \text{ г/см}^{3}$. Так как $2,7 < 7,1$, алюминий будет плавать на поверхности расплавленного цинка. Утверждение верно.

3. Проверим утверждение №3: «Для плавления 2 кг цинка и 3 кг меди, взятых при их температуре плавления, потребуется одинаковое количество теплоты».
Количество теплоты для плавления рассчитывается по формуле $Q = \lambda \cdot m$, где $\lambda$ — удельная теплота плавления.
Для цинка: $Q_{Zn} = 120 \text{ кДж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 240 \text{ кДж}$.
Для меди: $Q_{Cu} = 180 \text{ кДж/кг} \cdot 3 \text{ кг} = 540 \text{ кДж}$.
Значения не равны ($240 \neq 540$). Утверждение неверно.

4. Проверим утверждение №4: «Свинцовый шарик плавает в расплавленной меди при частичном погружении».
Сравним плотности: плотность свинца $\rho_{Pb} = 11,35 \text{ г/см}^{3}$, плотность меди $\rho_{Cu} = 8,9 \text{ г/см}^{3}$. Так как плотность свинца больше плотности меди ($11,35 > 8,9$), свинцовый шарик утонет в расплавленной меди. Утверждение неверно.

5. Проверим утверждение №5: «Плотность алюминия почти в 3 раза больше плотности меди».
Плотность алюминия $\rho_{Al} = 2,7 \text{ г/см}^{3}$, плотность меди $\rho_{Cu} = 8,9 \text{ г/см}^{3}$. Мы видим, что плотность алюминия, наоборот, почти в 3,3 раза меньше плотности меди ($8,9 / 2,7 \approx 3,3$). Утверждение неверно.

Таким образом, верными являются утверждения 1 и 2.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ