Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры $t$ вещества от полученного количества теплоты $Q$. По условию, в начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом (твёрдом) состоянии.

1. Анализ участков графика:
- Первый участок (от $Q = 0$ до $Q = 2 \cdot 10^{5}$ Дж): температура вещества растёт. Это соответствует процессу нагревания твёрдого тела до температуры плавления.
- Второй участок (горизонтальный, от $Q = 2 \cdot 10^{5}$ Дж до $Q = 8 \cdot 10^{5}$ Дж): температура вещества остаётся постоянной, несмотря на то, что теплота продолжает подводиться. Это характерный признак фазового перехода — в данном случае плавления вещества. Вся подводимая энергия идёт на разрушение кристаллической решётки.
- Третий участок (после $Q = 8 \cdot 10^{5}$ Дж): температура снова начинает расти. Это соответствует нагреванию вещества, которое уже полностью перешло в жидкое состояние.

2. Определение количества теплоты на плавление:
Количество теплоты $Q_{пл}$, затраченное непосредственно на плавление, равно разности значений количества теплоты в конце и в начале процесса плавления.
Начало плавления соответствует точке $Q_{1} = 2 \cdot 10^{5}$ Дж.
Конец плавления соответствует точке $Q_{2} = 8 \cdot 10^{5}$ Дж.

3. Расчёт:
$Q_{пл} = Q_{2} - Q_{1}$
$Q_{пл} = 8 \cdot 10^{5} \text{ Дж} - 2 \cdot 10^{5} \text{ Дж} = 6 \cdot 10^{5} \text{ Дж}$.

4. Перевод в кДж:
Так как $1 \text{ кДж} = 10^{3} \text{ Дж}$, то:
$Q_{пл} = \frac{6 \cdot 10^{5}}{10^{3}} \text{ кДж} = 600 \text{ кДж}$.

Ответ: 600

Источник: ФИПИ