Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем данные, представленные на диаграмме, и соотнесем их с физическими процессами.

Дано:
$m_{пл} = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}$ (масса вещества при плавлении)
$Q_{пл1} = 6 \text{ кДж} = 6000 \text{ Дж}$ (количество теплоты для плавления первого вещества, согласно диаграмме)
Найти:
$\lambda_1 - ?$ (удельная теплота плавления первого вещества)

Физическое обоснование и расчет:
1. Процесс плавления вещества происходит при постоянной температуре. Количество теплоты $Q$, необходимое для плавления кристаллического вещества массой $m$, взятого при температуре плавления, вычисляется по формуле:
$Q = \lambda \cdot m$,
где $\lambda$ — удельная теплота плавления вещества.

2. Из этой формулы выразим искомую величину — удельную теплоту плавления:
$\lambda = \frac{Q}{m}$.

3. По условию задачи и диаграмме определим значение $Q$ для плавления первого вещества. На диаграмме столбик «плавление» (темно-серый цвет) для Вещества 1 соответствует значению $6$ на вертикальной оси. Единицы измерения на оси указаны в кДж. Следовательно:
$Q_{пл1} = 6 \text{ кДж}$.

4. Масса вещества при плавлении, согласно условию, составляет $100 \text{ г}$, что в системе СИ равно $0,1 \text{ кг}$.

5. Подставим числовые значения в рабочую формулу:
$\lambda_1 = \frac{6 \text{ кДж}}{0,1 \text{ кг}} = 60 \text{ кДж/кг}$.

Проверим размерность: $[ \frac{\text{кДж}}{\text{кг}} ]$. Результат соответствует требуемым единицам измерения удельной теплоты плавления (кДж/кг).

Ответ: 60

Источник: ФИПИ