Номер 1, страница 89 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Контрольная работа № 4 (итоговая). Вариант 4 - номер 1, страница 89.

Условие.

1. При нагревании и последующем плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли его температуру и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представлены в таблице. Последнее измерение соответствует окончанию процесса плавления. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоту плавления вещества.

Q, кДж: 0, 2,4, 4,8, 7,2, 9,6, 12

t, °C: 50, 150, 250, 250, 250, 250

Решение.

Дано

$m = 100 \text{ г}$

Данные из таблицы:

Процесс плавления начинается при $t = 250 \text{ °C}$ и количестве теплоты $Q_{1} = 4,8 \text{ кДж}$.

Процесс плавления заканчивается при $t = 250 \text{ °C}$ и количестве теплоты $Q_{2} = 12 \text{ кДж}$.

Перевод в систему СИ:

$m = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}$

$Q_{1} = 4,8 \text{ кДж} = 4800 \text{ Дж}$

$Q_{2} = 12 \text{ кДж} = 12000 \text{ Дж}$

Найти:

$\lambda$ - ?

Решение

Из таблицы видно, что процесс нагревания вещества происходит до тех пор, пока его температура не достигнет $250 \text{ °C}$. На это было затрачено $4,8 \text{ кДж}$ теплоты.

Далее, при сообщении дополнительного количества теплоты, температура вещества не меняется и остается равной $250 \text{ °C}$. Это означает, что при этой температуре вещество плавится. Процесс плавления — это фазовый переход из твердого состояния в жидкое, который происходит при постоянной температуре (температуре плавления).

Процесс плавления начинается, когда подведенное количество теплоты равно $Q_{1} = 4,8 \text{ кДж}$. Согласно условию, процесс плавления заканчивается при последнем измерении, то есть когда подведенное количество теплоты составляет $Q_{2} = 12 \text{ кДж}$.

Количество теплоты $Q_{плав}$, необходимое для плавления вещества, равно разности между количеством теплоты в конце и в начале процесса плавления:

$Q_{плав} = Q_{2} - Q_{1}$

$Q_{плав} = 12 \text{ кДж} - 4,8 \text{ кДж} = 7,2 \text{ кДж} = 7200 \text{ Дж}$

Количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического вещества, также можно рассчитать по формуле:

$Q_{плав} = \lambda \cdot m$

где $\lambda$ — удельная теплота плавления, а $\text{m}$ — масса вещества.

Выразим удельную теплоту плавления из этой формулы:

$\lambda = \frac{Q_{плав}}{m}$

Подставим числовые значения в систему СИ и вычислим:

$\lambda = \frac{7200 \text{ Дж}}{0,1 \text{ кг}} = 72000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Результат можно также выразить в кДж/кг:

$72000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} = 72 \frac{\text{кДж}}{\text{кг}}$

Ответ: удельная теплота плавления вещества равна $72000 \text{ Дж/кг}$ (или $72 \text{ кДж/кг}$).