9. Молекулярная физика и термодинамика: анализ физических процессов: #203509
В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в печь, и на графике показана зависимость температуры $t$ вещества от полученного количества теплоты $Q .$
Из предложенных утверждений выберите все верные, соответствующие данным эксперимента.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1.$ Температура плавления вещества равна $40\,^\circ\text{C} .$
$2.$ В состоянии $2$ внутренняя энергия вещества максимальна.
$3.$ Для полного плавления вещества при температуре плавления требуется $40\,\text{Дж}$ теплоты.
$4.$ Участок $2–3$ соответствует переходу вещества в газообразное состояние.
$5.$ Удельная теплоемкость жидкой фазы меньше, чем твердой.
$1.$ Верно.
На графике горизонтальный участок при $40\,^\circ\text{C}$ соответствует плавлению, где температура остается постоянной.
$2.$ Неверно.
Внутренняя энергия увеличивается на всех этапах нагрева, включая плавление (участок $1–2$), поэтому максимальна в конечном состоянии.
$3.$ Верно.
Разница по оси $Q$ между точками $1$ и $2$ составляет $40\,\text{Дж}$ — это теплота плавления:
$$Q = \lambda m = 40\,\text{Дж}$$
$4.$ Неверно.
Участок $2–3$ показывает нагрев жидкости (температура растет), а не парообразование (которое сопровождалось бы горизонтальным участком).
$5.$ Неверно.
Углы наклона графиков на участках $0–1$ (твердая фаза) и $2–3$ (жидкая фаза) одинаковы. Поскольку:
$$Q = cm\Delta T \Rightarrow \tan\alpha = \frac{1}{cm}$$ одинаковые наклоны свидетельствуют о равных теплоемкостях.