ID: 00025730
Твёрдый образец вещества нагревают в печи. 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 полностью расплавилось.
2) На участке 0–1 внутренняя энергия вещества не изменяется.
3) Температура плавления вещества равна 40 ° C .
4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом.
5) Для того, чтобы полностью расплавить образец вещества, уже находящийся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты, равное 40 кДж.
Источник: ФИПИ
Твёрдый образец греют в печи: температура растёт, потом застревает на плато плавления, потом снова растёт — уже у жидкости. По графику: точка 1 — $Q=40$ кДж, $t=40\ ^{\circ}\text{C}$; точка 2 — $Q=80$ кДж, та же $t=40\ ^{\circ}\text{C}$; точка 3 — $Q=180$ кДж, $t=80\ ^{\circ}\text{C}$.
Точка 2 — конец плато, момент, когда вещество только что полностью расплавилось. Утверждение 1 верно.
Утверждение 2 говорит, что на участке 0–1 внутренняя энергия не изменяется. Но на этом участке идёт нагрев твёрдого тела: температура растёт с $0$ до $40\ ^{\circ}\text{C}$ — внутренняя энергия при этом обязательно растёт. Неверно.
Плато на графике держится на уровне $40\ ^{\circ}\text{C}$ — это и есть температура плавления. Утверждение 3 верно.
Сравним теплоёмкости твёрдого и жидкого состояний по наклону графика. Твёрдое тело (0–1): $\Delta t=40$ на $\Delta Q=40$ кДж, то есть 1 градус на 1 кДж. Жидкость (2–3): $\Delta t=80-40=40$ на $\Delta Q=180-80=100$ кДж, то есть 1 градус уже на 2,5 кДж — жидкости требуется значительно больше теплоты на градус, значит, её теплоёмкость БОЛЬШЕ, а не меньше, чем у твёрдого состояния. Утверждение 4 неверно.
Теплота на само плавление — это разница координат $Q$ в начале и конце плато: $80-40=40$ кДж. Утверждение 5 верно.