Question

Твёрдый образец медленно нагревается в плавильной печи с постоянной подводимой тепловой мощностью. В таблице приведены результаты измерений температуры образца во времени.

| Время, мин. | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Температура, °С | 305 | 314 | 323 | 327 | 327 | 327 | 329 | 334 |

Выберите все утверждения, соответствующие результатам исследования:

1) Температура плавления вещества в данных условиях равна 329 °С.
2) Через 18 мин. после начала измерений образец частично расплавился.
3) Теплоёмкость вещества в жидком и твёрдом состояниях одинакова.
4) Через 30 мин. после начала измерений образец не расплавился.
5) Процесс плавления образца продолжался менее 20 мин.

Accepted Answer

25

Answer

Идея решения: проанализировать график зависимости температуры от времени, выявив фазовый переход (плавление) по характерному плато температуры при постоянной подводимой мощности. При постоянной тепловой мощности и наличии фазового перехода температура остаётся постоянной во время плавления (вся подводимая энергия идёт на преодоление скрытой теплоты плавления). Анализируем таблицу: - От $t = 0$ до $t = 15$ мин: температура растёт от 305 °С до 327 °С (твёрдое состояние). - От $t = 15$ до $t = 25$ мин: температура остаётся 327 °С (плавление). - От $t = 25$ до $t = 35$ мин: температура растёт от 327 °С до 334 °С (жидкое состояние). Плато при 327 °С указывает на температуру плавления. 1) **Неверно.** Температура плавления — 327 °С (плато в таблице), а не 329 °С. 2) **Верно.** В момент $t = 18$ мин образец находится в диапазоне плавления ($15 < 18 < 25$ мин), поэтому частично расплавился. 3) **Верно.** После завершения плавления ($t > 25$ мин) температура вновь растёт с той же скоростью, что и до плавления. При постоянной мощности это означает одинаковую теплоёмкость в обоих состояниях: $P = c_т m \frac{dT}{dt}$ (твёрдое) и $P = c_ж m \frac{dT}{dt}$ (жидкое). Одинаковые наклоны графика → $c_т = c_ж$. 4) **Неверно.** Через 30 мин образец находится в жидком состоянии (плавление завершилось к $t = 25$ мин, температура 329 °С > 327 °С). 5) **Верно.** Плавление происходит с $t = 15$ мин до $t = 25$ мин, то есть 10 мин < 20 мин.

Задание №9Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике