Фазовые Переходы — Задание 8 ЕГЭ по физике №00042997

Что тут происходит: твёрдое тело массой $4$ кг нагревают, и график показывает, как растёт его температура по мере получения теплоты. График — прямая линия, значит, на каждый градус нагрева уходит одинаковое количество теплоты. Нужно найти удельную теплоёмкость — сколько джоулей нужно, чтобы нагреть $1$ кг вещества на $1$ градус.

Шаг 1 — снимаем с графика две точки. Удобно взять начало и точку, где прямая проходит ровно через узел сетки. При $Q=0$ температура $t_1=100\,^\circ\text{C}$. При $Q=360$ кДж прямая проходит через $t_2=200\,^\circ\text{C}$. Значит, на нагрев на

$$\Delta t=200-100=100\ ^\circ\text{C}$$

ушло $Q=360$ кДж $=360\,000$ Дж.

Шаг 2 — про кельвины. В условии говорится об абсолютной температуре, а ось подписана в градусах Цельсия. Для теплоёмкости важна только разность температур, а разность в кельвинах и в градусах Цельсия одинакова: $\Delta T=100$ К.

Шаг 3 — формула. Количество теплоты на нагревание: $Q=cm\Delta T$. Выражаем теплоёмкость:

$$c=\dfrac{Q}{m\Delta T}=\dfrac{360\,000}{4\cdot100}=\dfrac{360\,000}{400}=900\ \text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}$$

Проверим себя по другой точке: при $Q=120$ кДж прямая проходит примерно через $133\,^\circ\text{C}$, то есть на $33$ градуса выше начала. По нашей теплоёмкости $\Delta T=\dfrac{120\,000}{900\cdot4}\approx33$ К — сходится. Такая теплоёмкость у алюминия.