Физика · 8 классТепловые явления

График нагревания и плавления

Читаем график температуры вещества при постоянной мощности нагревателя: находим температуру плавления, длительность плавления, удельную теплоёмкость и теплоту плавления.

Вариант № 88916

График нагревания и плавления · Вариант № 88916 · Обычный · Имя: ____________________

1
Масса вещества $1\,\text{кг}$ , мощность нагревателя $500\,\text{Вт}$ (потерь нет). По графику найди удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии в $\text{Дж/(кг·°C)}$ .
Ответ: $c_{\text{тв}}=1800\,\text{Дж/(кг}\cdot {}^\circ\text{C)}$
На первом участке нагрев от $10$ до $60\ °\text{C}$ за 3 мин $=180$ с.
$Pt=cm\Delta t$ , откуда $c=\dfrac{Pt}{m\Delta t}=\dfrac{500\cdot180}{1\cdot50}=1800\ \text{Дж/(кг·°C)}$ .
2
Масса вещества $0{,}5\,\text{кг}$ . Нагреватель передаёт ему $300\,\text{Вт}$ мощности без потерь. По графику найди удельную теплоту плавления вещества в $\text{кДж/кг}$ .
Ответ: $\lambda=144\,\text{кДж/кг}$
Плавление длилось 4 мин $=240$ с.
Теплота: $Q=Pt=300\cdot240=72000\ \text{Дж}$ .
$\lambda=\dfrac{Q}{m}=\dfrac{72000}{0{,}5}=144000\ \text{Дж/кг}=144\ \text{кДж/кг}$ .
3
Масса вещества $0{,}5\,\text{кг}$ , мощность нагревателя $500\,\text{Вт}$ (потерь нет). По графику найди удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии в $\text{Дж/(кг·°C)}$ .
Ответ: $c_{\text{тв}}=3600\,\text{Дж/(кг}\cdot {}^\circ\text{C)}$
На первом участке нагрев от $-20$ до $30\ °\text{C}$ за 3 мин $=180$ с.
$Pt=cm\Delta t$ , откуда $c=\dfrac{Pt}{m\Delta t}=\dfrac{500\cdot180}{0{,}5\cdot50}=3600\ \text{Дж/(кг·°C)}$ .
4
Масса вещества $0{,}5\,\text{кг}$ . Нагреватель передаёт ему $400\,\text{Вт}$ мощности без потерь. По графику найди удельную теплоту плавления вещества в $\text{кДж/кг}$ .
Ответ: $\lambda=240\,\text{кДж/кг}$
Плавление длилось 5 мин $=300$ с.
Теплота: $Q=Pt=400\cdot300=120000\ \text{Дж}$ .
$\lambda=\dfrac{Q}{m}=\dfrac{120000}{0{,}5}=240000\ \text{Дж/кг}=240\ \text{кДж/кг}$ .
5
Масса вещества $0{,}5\,\text{кг}$ , мощность нагревателя $200\,\text{Вт}$ (потерь нет). По графику найди удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии в $\text{Дж/(кг·°C)}$ .
Ответ: $c_{\text{тв}}=1440\,\text{Дж/(кг}\cdot {}^\circ\text{C)}$
На первом участке нагрев от $-20$ до $30\ °\text{C}$ за 3 мин $=180$ с.
$Pt=cm\Delta t$ , откуда $c=\dfrac{Pt}{m\Delta t}=\dfrac{200\cdot180}{0{,}5\cdot50}=1440\ \text{Дж/(кг·°C)}$ .

Коротко о теме

Наклонные участки графика $t(\tau)$ — нагрев вещества в одном состоянии: $Q=Pt=cm\Delta t$ . Чем положе участок, тем больше теплоёмкость.
Горизонтальный участок — плавление (или кипение): температура постоянна, энергия идёт на изменение состояния: $Pt=\lambda m$ .
Температура на горизонтальном участке — температура плавления (кипения).
Постоянная мощность нагревателя означает, что полученная теплота пропорциональна времени: $Q=P\tau$ .

Уровни: Разминка · Обычный · Challenge. Все ответы вычислены программой из тех же чисел, что и условие.

Ещё тренажёры

Раздел «Тепловые явления»