Применение информации из текста физического содержания · 63 задания
- Задание №18№18
Изменится ли и, если изменится, то как, намокание древесины, если её натереть воском? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
Может ли воспринимаемый человеком интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом составлять 90 с? Ответ поясните.
Звук
- Задание №18№18
Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку?…
Дисперсия света
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). Для механизма электризации, описанного в те…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Изменяется ли, и если изменяется, то как, высота тона звукового сигнала поезда при его удалении от набл…
Звук
- Задание №18№18
Зависит ли, и если зависит, то как, глубина промерзания почвы от высоты снежного покрова при прочих равных условиях? Ответ поясните.
Виды теплопередачи
- Задание №18№18
Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющие диапазона инфракрасного излучения: коротково…
Электромагнитные волны
- Задание №18№18
Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме, перевести в пар, минуя жидкое состояние? Ответ поясните.
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №18№18
Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
На рисунке представлены экспериментальные данные о выбросах оксида углерода и смертности от болезней сердца и органов дыхания в течение нескольких лет…
Явления в природе
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). В случае механизма электризации, описанного…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии. Какой…
Основные положения МКТ
На рисунке представлен график зависимости температуры от времени в процессе охлаждения железа. Первоначально железо находилось в жидком состоянии; температура плавления железа равна 1539 °С. Скорость отвода тепла в процессе охлаждения оставалась постоянной. Сколько полиморфных превращений кристаллического железа наблюдалось в процессе охлаждения? Ответ поясните.
Полиморфные превращения металлов
Металлы представляют собой поликристаллические тела, состоящие из большого числа мелких (10–1–10–5 см) хаотично ориентированных по отношению друг к другу кристаллов.
Многие металлы (в том числе железо) в зависимости от температуры могут существовать в разных кристаллических формах или, как их называют, в разных полиморфных модификациях. В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющего решётку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решётка другого типа (см. рисунок 1).
Рисунок 1. Примеры полиморфных модификаций железа
(α-железо и γ-железо)
Полиморфное превращение – обратимый процесс; он происходит как при нагреве, так и при охлаждении твёрдого тела. Вновь образующиеся полиморфные модификации – следствие возникновения центров кристаллизации и роста кристаллов, подобно кристаллизации из жидкого состояния.
Превращение одной полиморфной формы в другую при нагреве чистого металла сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре (аналогично процессу плавления). В процессе охлаждения происходит выделение тепла при той же температуре, что и во время нагрева. Температура, при которой происходит переход из одного типа кристаллической решётки в другой, носит название температуры полиморфного превращения.
Так как полиморфные модификации вещества отличаются внутренней структурой, то свойства их различны.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос проанализируем график зависимости температуры железа от времени при его охлаждении и сопоставим его с физическими процессами, описанными в тексте.
1. Анализ фазовых переходов на графике: На графике охлаждения вещества горизонтальные участки (плато) соответствуют процессам, протекающим при постоянной температуре. Согласно законам термодинамики и условию задачи, такие участки возникают, когда отвод тепла компенсируется выделением внутренней энергии при перестройке структуры вещества.
2. Идентификация процесса кристаллизации: В условии сказано, что первоначально железо находилось в жидком состоянии, а его температура плавления (и кристаллизации) составляет 1539 °C. Следовательно, самый первый (верхний) горизонтальный участок на графике соответствует процессу кристаллизации — переходу железа из жидкого состояния в твёрдое.
3. Определение полиморфных превращений: Согласно тексту задачи, полиморфное превращение в процессе охлаждения — это переход из одного типа кристаллической решётки в другой, который происходит в твёрдом теле при постоянной температуре и сопровождается выделением тепла. Это означает, что на графике охлаждения твёрдого железа полиморфным превращениям будут соответствовать все последующие горизонтальные участки, расположенные ниже температуры плавления.
4. Подсчёт участков: На представленном графике после первого плато (кристаллизации при 1539 °C) наблюдаются ещё два горизонтальных участка при более низких температурах. Эти участки соответствуют выделению энергии при перестройке кристаллической решётки уже затвердевшего металла.
Вывод: Так как после затвердевания железа на графике присутствуют два горизонтальных участка, это означает, что наблюдалось два полиморфных превращения.
Ответ: Наблюдалось 2 полиморфных превращения.
Источник: ФИПИ