Номер 6.33, страница 32 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 6. Плавление и кристаллизация - номер 6.33, страница 32.

Условие.

6.33. На рис. 18 приведен график нагревания и плавления некоторого вещества. Какое это вещество? Каким процессам соответствуют участки графика $AB$, $BC$ и $CD$? Как изменяется внутренняя энергия вещества на этих участках?

Рис. 18

Решение.

Какое это вещество?

Из графика видно, что процесс плавления вещества происходит при постоянной температуре. Этот горизонтальный участок графика (BC) соответствует температуре плавления. По оси температур (ось ординат) находим, что температура плавления $t_{пл}$ данного вещества составляет 232 °C. Сравнив это значение с табличными данными температур плавления различных веществ, можно заключить, что это олово, температура плавления которого равна 232 °C.

Ответ: вещество, график нагревания и плавления которого приведен на рисунке, — это олово, так как его температура плавления составляет 232 °C.

Каким процессам соответствуют участки графика AB, BC и CD?

• Участок AB: На этом участке температура вещества растет со временем. Это означает, что вещество получает теплоту и нагревается. Поскольку этот процесс предшествует плавлению, вещество находится в твердом агрегатном состоянии. Таким образом, AB — это процесс нагревания твердого вещества (олова).
• Участок BC: На этом участке температура вещества остается постоянной, несмотря на то, что к нему продолжает поступать тепло (время идет). Это характерно для фазового перехода. В данном случае происходит плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое. Вся поступающая энергия идет на разрушение кристаллической решетки.
• Участок CD: После того как все вещество расплавилось (в точке C), его температура снова начинает расти. Это означает, что вещество в жидком состоянии продолжает получать теплоту и нагреваться. Таким образом, CD — это процесс нагревания жидкого вещества (расплавленного олова).

Ответ: участок AB соответствует процессу нагревания твердого вещества; участок BC — процессу плавления вещества; участок CD — процессу нагревания жидкого вещества.

Как изменяется внутренняя энергия вещества на этих участках?

Внутренняя энергия вещества состоит из кинетической энергии хаотического движения его частиц и потенциальной энергии их взаимодействия. На всех трех участках вещество получает энергию от нагревателя, следовательно, его внутренняя энергия увеличивается. Однако механизм увеличения разный:

• На участке AB (нагревание твердого тела) температура растет. Это означает, что увеличивается средняя кинетическая энергия частиц, составляющих вещество. Следовательно, внутренняя энергия вещества увеличивается.
• На участке BC (плавление) температура постоянна, поэтому средняя кинетическая энергия частиц не изменяется. Однако подводимая энергия расходуется на разрушение связей в кристаллической решетке, что приводит к увеличению потенциальной энергии взаимодействия частиц. Следовательно, внутренняя энергия вещества увеличивается.
• На участке CD (нагревание жидкости) температура снова растет. Это приводит к увеличению средней кинетической энергии частиц жидкости. Следовательно, внутренняя энергия вещества продолжает увеличиваться.

Ответ: на всех участках (AB, BC и CD) внутренняя энергия вещества увеличивается.