Номер 6.35, страница 32 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 6. Плавление и кристаллизация - номер 6.35, страница 32.

Условие.

6.35. На рис. 19 приведен график изменения температуры некоторого вещества. Какое это вещество? Каким процессам соответствуют участки графика $AB$ и $BC$? Какая из точек ($\text{K}$ или $\text{M}$) соответствует состоянию с большей кинетической энергией беспорядочного движения частиц?

Рис. 19

Решение.

Какое это вещество?

На графике представлен процесс остывания вещества. Участок BC является горизонтальной прямой, что означает, что температура вещества остается постоянной в течение некоторого времени, несмотря на отвод тепла. Это характерно для процесса фазового перехода, в данном случае — кристаллизации (затвердевания). Температура, при которой происходит кристаллизация, является физической характеристикой вещества. Из графика видно, что температура кристаллизации составляет $t_{крист} = 327$ °C. Сравнивая это значение с табличными данными температур плавления (и кристаллизации) различных веществ, можно сделать вывод, что это вещество — свинец, температура плавления которого составляет 327,5 °C.

Ответ: Вещество — свинец.

Каким процессам соответствуют участки графика АВ и ВС?

Участок АВ: на этом участке температура вещества равномерно понижается с 357 °C до 327 °C. Это процесс охлаждения вещества в жидком агрегатном состоянии.

Участок ВС: на этом участке температура вещества остается постоянной ($t = 327$ °C) с течением времени. Это процесс кристаллизации (затвердевания) вещества, во время которого происходит переход из жидкого состояния в твердое. В течение этого процесса вещество представляет собой смесь жидкой и твердой фаз.

Ответ: Участок АВ — охлаждение жидкого вещества; участок ВС — кристаллизация вещества.

Какая из точек (К или М) соответствует состоянию с большей кинетической энергией беспорядочного движения частиц?

Средняя кинетическая энергия беспорядочного (теплового) движения частиц вещества является мерой его температуры. Чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его частиц. Связь между средней кинетической энергией $E_k$ и абсолютной температурой $\text{T}$ прямо пропорциональная: $E_k \sim T$.

Определим температуру в точках K и M по графику:

Точка М лежит на участке кристаллизации ВС, ее температура $t_M = 327$ °C.

Точка K лежит на участке охлаждения АВ. Температура в этой точке выше, чем в точке В. Температура в точке A составляет 357 °C, а в точке B — 327 °C. Точка K находится между A и B, следовательно, ее температура $t_K$ находится в интервале $327 \text{ °C} < t_K < 357 \text{ °C}$.

Поскольку температура в точке K ($t_K$) выше, чем в точке M ($t_M$), то и средняя кинетическая энергия беспорядочного движения частиц в состоянии, соответствующем точке K, будет больше.

Ответ: Точка К.