Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры вещества от полученного количества теплоты.

Дано:
$m = 3$ кг
По графику определяем количество теплоты, затраченное на плавление.
Начальное состояние — кристаллическое (твёрдое).
1. Первый участок графика (наклонная линия от $0$ до $2 \cdot 10^{5}$ Дж) соответствует нагреванию твёрдого вещества до температуры плавления.
2. Второй участок графика (горизонтальная линия) соответствует процессу плавления, так как при плавлении кристаллического вещества его температура остаётся постоянной до тех пор, пока всё вещество не перейдёт в жидкое состояние.
3. Процесс плавления начался при $Q_{1} = 2 \cdot 10^{5}$ Дж и закончился при $Q_{2} = 8 \cdot 10^{5}$ Дж.

Найти:
$\lambda$ — ? (удельная теплота плавления)

Вычисления:
1. Найдём количество теплоты $Q_{пл}$, которое было затрачено непосредственно на плавление вещества:
$Q_{пл} = Q_{2} - Q_{1}$
$Q_{пл} = 8 \cdot 10^{5} \text{ Дж} - 2 \cdot 10^{5} \text{ Дж} = 6 \cdot 10^{5} \text{ Дж}$

2. Количество теплоты, необходимое для плавления вещества массой $m$, вычисляется по формуле:
$Q_{пл} = \lambda \cdot m$

3. Выразим удельную теплоту плавления $\lambda$:
$\lambda = \frac{Q_{пл}}{m}$

4. Подставим числовые значения:
$\lambda = \frac{6 \cdot 10^{5} \text{ Дж}}{3 \text{ кг}} = 2 \cdot 10^{5} \text{ Дж/кг}$

5. Переведём полученный результат в кДж/кг (так как $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$):
$\lambda = \frac{200000 \text{ Дж/кг}}{1000} = 200 \text{ кДж/кг}$

Ответ: 200 кДж/кг

Источник: ФИПИ