ID: 00025718
Твёрдый образец вещества нагревают в печи. По мере поглощения количества теплоты Q температура образца t растёт в соответствии с графиком.
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.
1) Температура плавления вещества равна 80 ° C . 2) В состоянии 2 вещество полностью расплавилось. 3) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом.
4) Для того чтобы полностью расплавить образец вещества, уже находящийся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты, равное 40 Дж.
5) В процессе 2–3 внутренняя энергия вещества не изменяется.
Источник: ФИПИ
Твёрдый образец греют в печи: температура растёт, потом застревает на плато плавления, потом снова растёт — уже у жидкости. По графику плато держится на уровне t=40\ ^{\circ}\text{C} и занимает промежуток от точки 1 (Q=40 Дж) до точки 2 (Q=80 Дж), а точка 3 находится при Q=160 Дж и t=80\ ^{\circ}\text{C} — вещество там уже расплавлено и продолжает нагреваться как жидкость.
Утверждение 1 говорит, что температура плавления равна 80\ ^{\circ}\text{C}. Но плато на графике держится на уровне 40\ ^{\circ}\text{C} — именно это и есть температура плавления, а 80\ ^{\circ}\text{C} — это температура уже расплавленного и нагретого вещества в точке 3. Утверждение 1 неверно.
Точка 2 — это конец плато, момент, когда вещество только что полностью расплавилось. Утверждение 2 верно.
Сравним теплоёмкости твёрдого и жидкого состояний по наклону графика. Твёрдое тело (0–1): \Delta t=40 на \Delta Q=40 Дж, то есть 1 градус на 1 Дж. Жидкость (2–3): \Delta t=80-40=40 на \Delta Q=160-80=80 Дж, то есть 1 градус уже на 2 Дж — жидкости требуется вдвое больше теплоты на каждый градус. Теплоёмкости разные — утверждение 3 неверно.
Теплота на само плавление — это разница координат Q в начале и конце плато: 80-40=40 Дж. Утверждение 4 верно.
На участке 2–3 вещество уже жидкое и продолжает нагреваться, температура растёт — значит, внутренняя энергия увеличивается, а не остаётся неизменной. Утверждение 5 неверно.