Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры серы $T$ от времени нагревания $t$.

1. Анализ графика. На графике представлены три характерных участка:
— Участок от 0 до 2 мин: температура растёт, происходит нагревание кристаллической серы.
— Участок от 2 до 6 мин: температура остаётся постоянной. Это соответствует фазовому переходу — процессу плавления вещества. В это время вся подводимая энергия тратится на разрушение кристаллической решётки.
— Участок от 6 до 10 мин: температура снова растёт, происходит нагревание уже жидкой серы.

2. Определение времени плавления. Процесс плавления серы начался в момент времени $t_1 = 2$ мин и закончился в момент времени $t_2 = 6$ мин. Следовательно, длительность процесса плавления составляет:
$\Delta t = t_2 - t_1 = 6 \text{ мин} - 2 \text{ мин} = 4 \text{ мин}$.

3. Расчёт количества теплоты. По условию задачи печь работает с постоянной мощностью и каждую минуту передаёт сере количество теплоты $q = 1 \text{ кДж/мин}$.
Общее количество теплоты $Q$, переданное сере за время плавления, вычисляется по формуле:
$Q = q \cdot \Delta t$.

Подставим числовые значения:
$Q = 1 \text{ кДж/мин} \cdot 4 \text{ мин} = 4 \text{ кДж}$.

Ответ: 4 кДж

Источник: ФИПИ