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.