Фазовые Переходы

Задание №8. Термодинамика

№2. Задание 8

ID: 00047957

На рисунке показана зависимость температуры $$T$$ от выделенной теплоты $$Q$$ для $$0{,}4$$ кг вещества, первоначально бывшего жидкостью. Найдите удельную теплоту плавления вещества.

Рисунок к заданию 8 ЕГЭ по физике — Фазовые Переходы

Ответ дайте в кДж/кг.

Источник: ФИПИ

Решение

Вещество было жидким и отдавало теплоту. По оси $$Q$$ отложено, сколько теплоты оно уже выделило. Сначала жидкость остывает, потом затвердевает (кристаллизуется), потом остывает уже твёрдое тело.

Шаг 1. Где кристаллизация. Пока жидкость затвердевает, температура не меняется, хотя теплота продолжает выделяться. На графике это горизонтальный участок: он начинается при $$Q=5$$ кДж и заканчивается при $$Q=15$$ кДж. Первый наклонный участок ( $0\to5$ кДж) — остывание жидкости, последний ( $15\to20$ кДж) — остывание твёрдого вещества.

Шаг 2. Теплота кристаллизации. Берём длину горизонтального участка по оси $$Q$$ :

Q_{\text{кр}}=15-5=10\ \text{кДж}.

Шаг 3. Почему это теплота плавления. Кристаллизация — процесс, обратный плавлению. Чтобы расплавить килограмм вещества, ему нужно передать столько же теплоты, сколько он отдаёт при затвердевании. Поэтому $Q_{\text{кр}}=\lambda m$ .

\lambda=\dfrac{Q_{\text{кр}}}{m}=\dfrac{10\ \text{кДж}}{0{,}4\ \text{кг}}=25\ \text{кДж/кг}.

Проверим себя. $$25$$ кДж/кг $\cdot\,0{,}4$ кг $$=10$$ кДж — ровно длина горизонтального участка.

Ответ

Другие задания по теме «Фазовые Переходы» (8)