Задача 80155 9) Твёрдый образец вещества нагревают в...
Условие
На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты Q и температуры образца t.
Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.
1) В состоянии 2 вещество расплавилось наполовину.
2) На участке 0-1 внутренняя энергия вещества возрастает.
3) Температура кипения вещества равна 40 °C.
4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии больше, чем в твёрдом.
5) Для того чтобы увеличить температуру этого образца вещества в жидком состоянии на 40 °C, ему надо передать количество теплоты, равное 180 кДж.
Ответ: _______
Решение
Из него видно три характерных участка
0 – 1: t растёт от 0 °C до 40 °C при Q = 0 → 40 кДж – нагрев твёрдого тела.
1 – 2: t = const = 40 °C при Q = 40 → 80 кДж – фазовый переход (плавление).
2 – 3: t растёт от 40 °C до 80 °C при Q = 80 → 180 кДж – нагрев жидкости.
Проверим высказывания.
1) «В состоянии 2 вещество расплавилось наполовину.»
Полное плавление требует ΔQ = 40 кДж (от 40 до 80 кДж). В точке 2 этот весь запас теплоты уже передан → расплавилось полностью, а не наполовину. Неверно.
2) «На участке 0–1 внутренняя энергия вещества возрастает.»
Температура повышается, следовательно, возрастает и внутренняя энергия. Верно.
3) «Температура кипения вещества равна 40 °C.»
40 °C соответствует точке плавления (переход твёрдое – жидкость). На графике кипения (плато при другой температуре) не показано. Неверно.
4) «Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии больше, чем в твёрдом.»
c = ΔQ/(m Δt). Для твёрдого: ΔQ = 40 кДж, Δt = 40 °C → cₜ ∝ 40/40 = 1.
Для жидкости: ΔQ = 100 кДж, Δt = 40 °C → cж ∝ 100/40 = 2.5.
cж > cₜ. Верно.
5) «Чтобы увеличить температуру жидкого образца на 40 °C, надо передать 180 кДж.»
Из участка 2–3 видно, что на тот же подъём температуры требуется лишь 100 кДж. Неверно.
Соответствуют наблюдениям утверждения: 2, 4.
Ответ: 24