Фазовые Переходы — Задание 10 ЕГЭ по физике №00047354

«Незамерзайка» массой $m=2$ кг получает теплоту и проходит несколько состояний. Сначала разберёмся со шкалами. По вертикали — температура $t$ в °C, подписана каждая линия сетки через $60$ °C. По горизонтали — теплота $Q$ в кДж; подписаны $60,\ 120,\ 180,\ 240$, а линии сетки идут чаще: между соседними подписями две клетки, то есть одна клетка — $30$ кДж.

Участки графика. От $Q=0$ до $Q=30$ кДж температура растёт от $-120$ °C до $-60$ °C — нагревается твёрдое вещество. От $30$ до $60$ кДж температура стоит на $-60$ °C — это плавление: тепло идёт на разрушение кристалла, а не на нагрев. Дальше, от $60$ до $210$ кДж, температура растёт от $-60$ °C до $120$ °C — нагревается уже жидкость. Последняя площадка при $120$ °C — кипение.

Б) Удельная теплота плавления. На плавление ушло $Q_{\text{пл}}=60-30=30$ кДж. Удельная теплота плавления — это теплота, нужная для плавления одного килограмма:

$$\lambda=\dfrac{Q_{\text{пл}}}{m}=\dfrac{30\ \text{кДж}}{2\ \text{кг}}=15\ \text{кДж/кг}$$

Это позиция 3. Число $30$ кДж/кг (позиция 1) получилось бы, если забыть разделить на массу.

А) Удельная теплоёмкость жидкости. На нагрев жидкости ушло $Q_{\text{ж}}=210-60=150$ кДж $=150\,000$ Дж. Температура выросла от $-60$ °C до $120$ °C. Она перешла через ноль, поэтому изменение равно сумме модулей:

$$\Delta t=120-(-60)=180\ ^\circ\text{C}$$

Изменение температуры в градусах Цельсия и в кельвинах одинаковое: $\Delta T=180$ К. Удельная теплоёмкость — теплота на один килограмм и один градус:

$$c=\dfrac{Q_{\text{ж}}}{m\Delta T}=\dfrac{150\,000}{2\cdot180}=\dfrac{150\,000}{360}\approx417\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}$$

Это позиция 4. Значение $833$ (позиция 2) получилось бы, если забыть массу: $\dfrac{150\,000}{180}\approx833$.

Итог: А — 4, Б — 3.