Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры алюминия от времени нагревания.

1. Анализ графика:
На графике представлены три этапа теплового процесса:
— От $0$ до $5$ мин: нагревание твердого алюминия до температуры плавления.
— От $5$ до $20$ мин: процесс плавления. В это время температура вещества остается постоянной, так как вся подводимая энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки.
— От $20$ до $25$ мин: нагревание уже расплавленного алюминия (жидкости).
Следовательно, процесс плавления длился от $t_1 = 5$ мин до $t_2 = 20$ мин.

2. Определение времени плавления:
Вычислим продолжительность процесса плавления $\Delta t$:
$\Delta t = t_2 - t_1 = 20 \text{ мин} - 5 \text{ мин} = 15 \text{ мин}$.

3. Расчет количества теплоты:
По условию задачи, печь передает алюминию количество теплоты $q = 1 \text{ кДж}$ каждую минуту. Мощность нагревателя можно считать постоянной.
Общее количество теплоты $Q$, полученное алюминием за время плавления, равно произведению ежеминутного тепла на время процесса:
$Q = q \cdot \Delta t$
Подставим числовые значения:
$Q = 1 \frac{\text{кДж}}{\text{мин}} \cdot 15 \text{ мин} = 15 \text{ кДж}$.

Ответ: 15 кДж

Источник: ФИПИ