Рассмотри изображение вместе с последним сообщением и историей диалога. Сначала определи, это продолжение текущей учебной цели или самостоятельное новое задание.

Краткий ответ

Железо при 700 °C ещё твёрдое (t_пл = 1539 °C), поэтому с ним происходят три процесса подряд, и график в координатах «температура — количество теплоты» состоит из трёх участков: нагрев твёрдого тела → плавление → нагрев жидкости. До 2000 °C железо остаётся жидким (t_кип = 2862 °C), испарения нет.

Беру c ≈ 460 Дж/(кг·°C), λ ≈ 2,7·10⁵ Дж/кг, расчёт на 1 кг:

\[ Q_1 = cm(1539-700) \approx 3{,}9\cdot10^5\ \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = \lambda m = 2{,}7\cdot10^5\ \text{Дж/кг} \] \[ Q_3 = cm(2000-1539) \approx 2{,}1\cdot10^5\ \text{Дж/кг} \] \[ Q \approx 8{,}7\cdot10^5\ \text{Дж/кг} \approx 0{,}87\ \text{МДж на каждый килограмм} \]

Как построить график

Оси: по вертикали \(T\), °C; по горизонтали \(Q\), Дж/кг. Масштаб выбираю сам: по \(T\) — 1 клетка = 100 °C (от 600 до 2100), по \(Q\) — 1 клетка = \(10^5\) Дж/кг.

Соединяем: O→A — наклонная прямая вверх, A→B — горизонтальная полка на 1539 °C, B→C — снова наклонная прямая вверх (наклон такой же, как у OA, ведь теплоёмкость взята одна и та же; полка короче первого подъёма примерно на треть).

Характеристика процессов

1. Нагрев твёрдого железа (700 → 1539 °C). Теплота \(Q_1 = cm\Delta T\) идёт на рост кинетической энергии частиц, кристаллическая решётка сохраняется, температура растёт.
2. Плавление при 1539 °C. Теплота \(Q_2 = \lambda m\) расходуется на разрушение кристаллической решётки, поэтому температура постоянна, а вещество существует сразу в двух состояниях — твёрдом и жидком. Плотность падает, объём чуть растёт.
3. Нагрев расплава (1539 → 2000 °C). Решётки уже нет, частицы движутся свободнее, температура снова растёт по \(Q_3 = cm\Delta T\); до кипения (2862 °C) далеко, поэтому железо просто остаётся жидким.

Проверка

Сумма участков даёт \(8{,}7\cdot10^5\) Дж/кг — это и есть координата точки C. Если в задаче указана масса \(m\), все три значения просто умножаются на неё, а форма графика не меняется.

Небольшое уточнение: у настоящего жидкого железа теплоёмкость выше (≈ 820 Дж/(кг·°C)), тогда \(Q_3 \approx 3{,}8\cdot10^5\) Дж/кг, общий итог ≈ \(1{,}0\) МДж/кг, а участок BC получается чуть более пологим. В школьном расчёте обычно берут одно значение \(c = 460\) — уточни, какое значение даёт ваш учитель.

Вот схема графика для 1 кг железа: по вертикали — температура \(T\), по горизонтали — количество теплоты \(Q\) (в \(10^5\) Дж/кг). Схема не в строгом масштабе, но пропорции участков сохранены.

T, °C
2200 ┤
     │
2000 ┤                                           ● C
     │                                         ╱
1800 ┤                                       ╱
     │                                     ╱
1600 ┤                                   ╱
1539 ┤                   ●─────────────●
     │                 ╱  A   плавление  B
1400 ┤               ╱
     │             ╱
1200 ┤           ╱
     │         ╱
1000 ┤       ╱
     │     ╱
 800 ┤   ╱
     │ ╱
 700 ┤● O
 600 ┤
     └┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬── Q, 10^5 Дж/кг
      0    1    2    3    4    5    6    7    8    9

Точки для переноса в тетрадь

Как начертить

1. Проведи горизонтальную ось \(Q\) и вертикальную ось \(T\).
2. Отметь по вертикали температуры \(700\), \(1539\), \(2000\) °C, по горизонтали — \(0;\ 3{,}9;\ 6{,}6;\ 8{,}7\) (в \(10^5\) Дж/кг).
3. Поставь точки O, A, B, C по таблице.
4. Соедини O–A и B–C наклонными прямыми, а A–B — горизонтальной полкой на \(1539\) °C.
5. Подпиши участки: «нагрев твёрдого», «плавление», «нагрев жидкого».

Проверка

Полка обязана быть на \(1539\) °C — это температура плавления железа. Наклоны O–A и B–C одинаковые, потому что в расчёте взята одна и та же теплоёмкость \(c\). Если масса железа равна \(m\), а не 1 кг, умножь все значения \(Q\) на \(m\): график растянется по горизонтали, а температуры и форма останутся прежними.

Если в задании нужен график \(T(t)\), а не \(T(Q)\), форма не меняется: при постоянной мощности нагревателя \(Q=Pt\), поэтому по горизонтали просто откладывается время, а расстояния между точками пропорциональны количеству теплоты.

Запись в тетрадь (можно переписать как есть)

Задача. Железо массой 1 кг, взятое при 700 °C, нагревают до 2000 °C. Построить график \(T(Q)\) и описать процессы.

Дано: \[ m = 1\ \text{кг},\quad t_1 = 700\ ^\circ\text{C},\quad t_2 = 2000\ ^\circ\text{C} \] \[ c = 460\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}},\quad \lambda = 2{,}7\cdot10^5\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}},\quad t_{\text{пл}} = 1539\ ^\circ\text{C} \]

Найти: \(Q\), график \(T(Q)\).

Решение.

1. Нагрев твёрдого железа от 700 °C до 1539 °C: \[ Q_1 = cm(t_{\text{пл}}-t_1) = 460\cdot1\cdot(1539-700) \approx 3{,}9\cdot10^5\ \text{Дж} \]

2. Плавление при 1539 °C: \[ Q_2 = \lambda m = 2{,}7\cdot10^5\cdot1 = 2{,}7\cdot10^5\ \text{Дж} \]

3. Нагрев жидкого железа от 1539 °C до 2000 °C: \[ Q_3 = cm(t_2 - t_{\text{пл}}) = 460\cdot1\cdot(2000-1539) \approx 2{,}1\cdot10^5\ \text{Дж} \]

4. Всего: \[ Q = Q_1+Q_2+Q_3 \approx 8{,}7\cdot10^5\ \text{Дж} \approx 0{,}87\ \text{МДж} \]

График. Оси: \(T\) (вертикаль, °C) и \(Q\) (горизонталь, \(10^5\) Дж). Точки: O(0; 700) → A(3,9; 1539) → B(6,6; 1539) → C(8,7; 2000). Участок OA — нагрев твёрдого, AB — горизонтальная полка плавления, BC — нагрев жидкого.

Ответ: \(Q \approx 8{,}7\cdot10^5\) Дж \(\approx 0{,}87\) МДж.

Дальше перерисуй сам график из предыдущего сообщения — клетки и точки O, A, B, C. Если учитель даёт массу слитка, отличную от 1 кг, все значения \(Q\) умножь на неё; температуры и форма графика не изменятся.