Фазовые Переходы — Задание 9 ЕГЭ по физике №00015279

Всё решается чтением графика: сначала разбираемся, какой участок за что отвечает, потом снимаем числа.

Что видно на рисунке. По горизонтали отложена подведённая теплота $Q$ в килоджоулях (отметки 40, 80, 160), по вертикали — температура $t$ в градусах Цельсия (отметки 40 и 80).

Линия идёт так:

от $Q=0$ (температура около 20 °C) до точки 1 при $Q=40$ кДж — наклонный подъём до 40 °C;

от точки 1 до точки 2 (с 40 до 80 кДж) — горизонтальная полка на уровне 40 °C;

от точки 2 до точки 3 (с 80 до 160 кДж) — наклонный подъём с 40 до 80 °C;

после точки 3 — снова горизонтальная полка на уровне 80 °C.

Как это читать. Наклонный участок — тело нагревается. Горизонтальная полка — идёт фазовый переход: теплота подводится, но вся уходит на перестройку вещества, а температура стоит.

Значит полка 1−2 — это плавление при 40 °C, участок 2−3 — нагрев уже расплавленного (жидкого) вещества, а полка после точки 3 — кипение при 80 °C.

Утверждение 1. Полка плавления находится на уровне 40 °C, а не 80 °C. Отметка 80 °C — это уровень второй полки, то есть температура кипения. Неверно.

Утверждение 2. Участок 2−3 наклонный: телу подводят теплоту и оно нагревается с 40 до 80 °C. Внутренняя энергия при этом растёт. Неверно.

Утверждение 3. Точка 2 — это конец полки плавления: всё вещество уже расплавилось, дальше линия снова пошла вверх, потому что греется жидкость. Значит в точке 2 тело жидкое. Верно.

Утверждение 4. Плавление занимает участок от 40 до 80 кДж. Считаем:

$$Q_{\text{пл}}=80\ \text{кДж}-40\ \text{кДж}=40\ \text{кДж}$$

Именно столько нужно телу, уже нагретому до температуры плавления. Верно.

Утверждение 5. Сравним наклоны участков нагрева — посчитаем, на сколько градусов поднимается температура за один килоджоуль.

Твёрдое тело (от 0 до 40 кДж): температура выросла с 20 до 40 °C, то есть на 20 °C:

$$\frac{20\ ^\circ\text{C}}{40\ \text{кДж}}=0{,}5\ \frac{^\circ\text{C}}{\text{кДж}}$$

Жидкое тело (от 80 до 160 кДж): температура выросла на 40 °C за 80 кДж:

$$\frac{40\ ^\circ\text{C}}{80\ \text{кДж}}=0{,}5\ \frac{^\circ\text{C}}{\text{кДж}}$$

Наклоны одинаковые, масса тела не менялась, значит удельные теплоёмкости в твёрдом и жидком состоянии равны. Утверждение «меньше» не подходит. Неверно.

Итого верны утверждения 3 и 4.