Фазовые Переходы — Задание 9 ЕГЭ по физике №00015241

Что даёт таблица

Мощность печи постоянна, теплопотерь нет — значит за каждые 5 минут в вещество поступает одна и та же порция теплоты. Пока вещество нагревается в одном агрегатном состоянии, температура растёт; когда часть теплоты уходит на плавление, температура на время «замирает» — это и есть горизонтальный участок графика зависимости $t(τ)$.

Данные из таблицы: 0 мин — 205 °C, 5 мин — 214 °C, 10 мин — 223 °C, 15 мин — 227 °C, 20 мин — 227 °C, 25 мин — 227 °C, 30 мин — 229 °C, 35 мин — 234 °C.

Видно, что температура растёт с 0 по 15 минуту (вещество ещё твёрдое), с 15 по 25 минуту держится ровно на 227 °C (идёт плавление), а с 25 минуты снова растёт (вещество уже расплавилось и греется как жидкость).

Утверждение 1. Температура плавления равна 227 °C

Именно на этом уровне температура стоит на месте три измерения подряд (15, 20 и 25 минут) — это и есть температура плавления. Верно.

Утверждение 2. Через 22 минуты часть вещества твёрдая, а часть жидкая

22 минуты попадают внутрь плато плавления (оно длится с 15-й по 25-ю минуту). Пока температура держится на уровне плавления, вещество плавится постепенно — в любой момент внутри этого промежутка одновременно есть и ещё не расплавившееся твёрдое вещество, и уже расплавившаяся жидкость. Верно.

Утверждение 3. Теплоёмкость в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом

Мощность одна и та же, поэтому за равные 5 минут подводится одна и та же теплота $Q$; тогда $Q=cm\Delta t$, и чем сильнее выросла температура за эти 5 минут, тем меньше теплоёмкость. До плавления (0–15 мин, твёрдое состояние): рост на $227-205=22\,°C$ за 15 минут, то есть $\approx 1{,}47\,°C$ за минуту. После плавления (25–35 мин, жидкое состояние): рост на $234-227=7\,°C$ за 10 минут, то есть $0{,}7\,°C$ за минуту. Жидкое состояние греется медленнее — значит его теплоёмкость больше, а не меньше, чем у твёрдого. Неверно.

Утверждение 4. Через 15 минут всё вещество уже в жидком состоянии

На 15-й минуте температура только-только достигла 227 °C — это самое начало плато плавления. Плавление ещё не завершилось (оно длится до 25-й минуты), поэтому в жидком состоянии находится лишь малая часть вещества, а не всё оно. Неверно.

Утверждение 5. До температуры плавления вещество нагревалось 20 минут

Температура впервые достигает 227 °C уже на 15-й минуте (а не на 20-й) — именно тогда и начинается плато. Неверно.

Итог

Верны утверждения 1 и 2.