Термодинамика +… — Задание 22 ОГЭ по физике №00018275

Олово греют на электроплитке и записывают, как растёт его температура. Плитка каждую секунду отдаёт олову одно и то же количество теплоты, поэтому по графику можно найти удельную теплоёмкость олова.

Шаг 1 — мощность плитки. Мощность тока $$P=UI=230\cdot0{,}1=23\ \text{Вт},$$ то есть каждую секунду плитка отдаёт $23$ Дж.

Шаг 2 — читаем график. Твёрдому олову соответствует прямой наклонный участок: дальше линия загибается и выходит на горизонталь — олово плавится. На прямом участке отмечены удобные точки. Возьмём точку $t=200$ с, $T=100\ ^\circ\text{C}$. Начальная температура $0\ ^\circ\text{C}$, значит, за $200$ с олово нагрелось на $\Delta T=100\ ^\circ\text{C}$.

Шаг 3 — теплота, полученная оловом за это время: $$Q=Pt=23\cdot200=4600\ \text{Дж}.$$

Шаг 4 — удельная теплоёмкость. Вся эта теплота пошла на нагревание: $Q=cm\,\Delta T$, масса $m=200\ \text{г}=0{,}2$ кг: $$c=\dfrac{Q}{m\,\Delta T}=\dfrac{4600}{0{,}2\cdot100}=\dfrac{4600}{20}=230\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}}.$$

Проверим себя по другой точке: при $t=400$ с температура $200\ ^\circ\text{C}$, тогда $c=\dfrac{23\cdot400}{0{,}2\cdot200}=\dfrac{9200}{40}=230$ — то же значение, как и должно быть на прямом участке.