Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Проанализируем график зависимости температуры $t$ вещества от полученного количества теплоты $Q$. По условию, первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

1. Первый участок графика (наклонная линия от $0$ до $1 \cdot 10^5$ Дж) соответствует нагреванию твёрдого тела до температуры плавления.
2. Второй участок графика (горизонтальная линия) соответствует процессу плавления. Во время плавления температура кристаллического вещества остаётся постоянной, а вся подводимая энергия тратится на разрушение кристаллической решётки.
3. Третий участок (наклонная линия после $4 \cdot 10^5$ Дж) соответствует нагреванию вещества уже в жидком состоянии.

Дано:
$m = 0,5$ кг
$Q_1 = 1 \cdot 10^5$ Дж (начало плавления)
$Q_2 = 4 \cdot 10^5$ Дж (конец плавления)
$\lambda - ?$

Физические законы и расчет:

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

Из графика определим количество теплоты $Q_{пл}$, затраченное именно на процесс плавления (горизонтальный участок):
$Q_{пл} = Q_2 - Q_1$
$Q_{пл} = 4 \cdot 10^5 \text{ Дж} - 1 \cdot 10^5 \text{ Дж} = 3 \cdot 10^5 \text{ Дж}$

Выразим удельную теплоту плавления из основной формулы:
$\lambda = \frac{Q_{пл}}{m}$

Подставим числовые значения:
$\lambda = \frac{3 \cdot 10^5 \text{ Дж}}{0,5 \text{ кг}} = 6 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг}$

Переведем полученное значение в кДж/кг (так как в задачах ОГЭ часто требуется ответ в этих единицах, если не указано иное, либо числовое значение для бланка):
$\lambda = 600 \cdot 10^3 \text{ Дж/кг} = 600 \text{ кДж/кг}$

Ответ: 600 кДж/кг (или 600)

Источник: ФИПИ