Номер 1, страница 34 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Параграф 5. Плавление и кристаллизация - номер 1, страница 34.

Условие.

1. На графике (рис. 20) представлены процессы нагревания и плавления двух кристаллических веществ. Массы веществ, как и нагреватели, одинаковы. Какое вещество имеет более высокую температуру плавления? Какое вещество имеет меньшую удельную теплоёмкость? Какое вещество имеет меньшую удельную теплоту плавления?

Рис. 20. К заданию 1

Решение.

Решение

На графике показана зависимость температуры ($\text{T}$) от времени ($\text{t}$) для двух кристаллических веществ при их нагревании и плавлении. По условию, массы веществ ($m_1 = m_2 = m$) и мощности нагревателей ($P_1 = P_2 = P$) одинаковы. Это значит, что за одинаковые промежутки времени вещества получают равное количество теплоты, так как $Q = P \cdot t$.

Какое вещество имеет более высокую температуру плавления?

Температура плавления — это температура, при которой вещество переходит из твёрдого состояния в жидкое. Для кристаллических веществ во время плавления температура остаётся постоянной. На графике этот процесс соответствует горизонтальному участку. Сравнивая положение горизонтальных участков для веществ 1 и 2, можно заметить, что участок графика 1 находится на более высоком уровне температуры, чем участок графика 2. Следовательно, температура плавления вещества 1 ($T_{пл1}$) выше температуры плавления вещества 2 ($T_{пл2}$).

Ответ: Вещество 1 имеет более высокую температуру плавления.

Какое вещество имеет меньшую удельную теплоёмкость?

Удельная теплоёмкость ($\text{c}$) характеризует количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на один градус. Количество теплоты при нагревании рассчитывается по формуле $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$. Поскольку $Q = P \cdot t$, то $P \cdot t = c \cdot m \cdot \Delta T$. Отсюда скорость нагрева (крутизна графика на участке нагревания) равна $\frac{\Delta T}{t} = \frac{P}{c \cdot m}$. Так как $\text{P}$ и $\text{m}$ по условию одинаковы, скорость нагрева обратно пропорциональна удельной теплоёмкости: чем круче идёт график, тем меньше удельная теплоёмкость вещества. На графике видно, что начальный участок (нагревание в твёрдом состоянии) для вещества 1 более крутой, чем для вещества 2. Это означает, что вещество 1 нагревается быстрее, и его удельная теплоёмкость меньше ($c_1 < c_2$).

Ответ: Вещество 1 имеет меньшую удельную теплоёмкость.

Какое вещество имеет меньшую удельную теплоту плавления?

Удельная теплота плавления ($\lambda$) — это количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы твёрдого вещества в жидкость при температуре плавления. Количество теплоты, затрачиваемое на плавление, определяется формулой $Q_{пл} = \lambda \cdot m$. Так как $Q_{пл} = P \cdot t_{пл}$, где $t_{пл}$ — время плавления, то $\lambda \cdot m = P \cdot t_{пл}$. Отсюда $\lambda = \frac{P \cdot t_{пл}}{m}$. Поскольку $\text{P}$ и $\text{m}$ одинаковы для обоих веществ, удельная теплота плавления прямо пропорциональна времени плавления. Время плавления на графике соответствует длине горизонтального участка. Горизонтальный участок для вещества 1 короче, чем для вещества 2. Это означает, что на плавление вещества 1 ушло меньше времени (и, следовательно, меньше теплоты), а значит, его удельная теплота плавления меньше ($\lambda_1 < \lambda_2$).

Ответ: Вещество 1 имеет меньшую удельную теплоту плавления.