Реши задание на изображении

Упражнение 12

1. Выше температура плавления у тела I — его горизонтальный участок расположен выше.
Больше удельная теплота плавления у тела II — при одинаковой массе и одинаковом нагреве его горизонтальный участок длиннее, значит, на плавление затрачено больше теплоты.
Удельные теплоёмкости не одинаковы: начальные участки графиков имеют разные наклоны. Если считать мощность нагрева одинаковой, то \(c_{\text{I}} < c_{\text{II}}\): чем круче график, тем меньше теплоёмкость.

2. Нет. При \(0\,^\circ\text{C}\) лёд и помещение имеют одинаковую температуру, значит, нет притока теплоты, необходимой для плавления. Если нет других источников тепла, лёд таять не будет.

3. При \(0\,^\circ\text{C}\) лёд и вода находятся в тепловом равновесии, поэтому без теплообмена лёд не тает, а вода не замерзает.
Всё зависит от теплообмена с окружающей средой:

• если тепло подводится, лёд тает;
• если тепло отводится, вода замерзает.

4. Для льда при \(0\,^\circ\text{C}\): \[ Q=\lambda m \] \[ Q=3{,}4\cdot10^5 \cdot 4=1{,}36\cdot10^6\ \text{Дж}=1{,}36\ \text{МДж} \]

Ответ: 1,36 МДж.

5. Для свинца: \[ t_{\text{пл}}=327\,^\circ\text{C},\quad c=140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}},\quad \lambda=2{,}5\cdot10^4\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \]

Сначала только плавление при температуре плавления: \[ Q_1=\lambda m=2{,}5\cdot10^4\cdot20=5{,}0\cdot10^5\ \text{Дж} \]

Если свинец сначала при \(27\,^\circ\text{C}\), его нужно нагреть: \[ Q_2=cm(t_{\text{пл}}-27)=140\cdot20\cdot(327-27) \] \[ Q_2=8{,}4\cdot10^5\ \text{Дж} \]

Всего: \[ Q=Q_1+Q_2=5{,}0\cdot10^5+8{,}4\cdot10^5 \] \[ Q=1{,}34\cdot10^6\ \text{Дж}=1{,}34\ \text{МДж} \]

Ответ: 0,5 МДж — только на плавление; 1,34 МДж — с нагреванием от \(27\,^\circ\text{C}\).

Главное, что нужно понять

При нагревании:
\[ Q=cm\Delta t \] При плавлении температура не меняется:
\[ Q=\lambda m \] Для задачи 5 нужно сложить обе теплоты: сначала нагреть свинец до температуры плавления, потом расплавить.