Фазовые Переходы — Задание 9 ЕГЭ по физике №00051497

Что на графике. Лёд из морозильной камеры нагревают, а после момента $t_0$ ставят обратно в морозильную камеру. На графике $T(t)$ наклонные участки — нагревание или охлаждение одного вещества, а горизонтальные «полки» — смена агрегатного состояния: пока лёд плавится (или вода замерзает), температура не меняется. При нормальном атмосферном давлении это происходит при $0\,^\circ\text{C}$.

Расшифруем участки по порядку.

1–2: нагревается лёд, температура растёт до точки плавления.

2–3: полка — лёд плавится при $0\,^\circ\text{C}$; в сосуде смесь льда и воды.

3–4: после полки температура растёт — значит, лёд весь растаял и нагревается вода. В момент $t_0$ (точка 4) нагреватель выключили.

4–5: в морозильной камере вода остывает до $0\,^\circ\text{C}$.

5–6: полка на той же высоте, что и 2–3, — вода кристаллизуется; в сосуде одновременно лёд и вода.

6–7: остывает лёд.

Утверждения.

1) На 5–6 вода превращается в лёд, в сосуде смесь, а не только вода. Неверно.

2) На 2–3 нагреватель продолжает передавать веществу теплоту, но температура не растёт: энергия идёт на разрушение кристаллической решётки — растёт энергия взаимодействия молекул. Внутренняя энергия увеличивается. Верно.

3) На 6–7 температура льда падает, объём почти не меняется, работой можно пренебречь. По первому закону термодинамики $Q=\Delta U\lt0$: теплоту от сосуда отводят, её забирает морозильная камера. Верно.

4) Точка 3 — конец полки плавления. Дальше температура растёт, а при нормальном давлении это возможно, только когда льда уже не осталось. Верно.

5) Точка 4 — самая высокая точка графика, она выше полки плавления, то есть выше $0\,^\circ\text{C}$. Неверно.

Проверим себя: обе полки лежат на одной высоте — плавление льда и кристаллизация воды идут при одной и той же температуре $0\,^\circ\text{C}$, как и должно быть. Верны утверждения 2, 3 и 4.