Рассмотрите график нагревания и плавления кристаллического тела и ответьте на вопросы А1-А7. A1. Какой процесс на графике характеризует отрезок АБ? 1) нагревание 2) плавление 3) охлаждение 4) отвердевание A2. Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ? 1) нагревание 2) плавление 3) охлаждение 4) отвердевание АЗ. При какой температуре начался процесс плавления? 1) 100 °C 2) 600 °C 3) 1000 °C 4) 1200 °C А4. Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ? 1) нагревание 2) охлаждение 3) плавление 4) отвердевание В1. Какое количество теплоты необходимо для плавления 3 кг льда, имеющего начальную температуру -20 °C, и нагрева образовавшейся воды до температуры кипения? Ответ: С1. В кусок льда массой 100 г и температурой -10 °С влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар, если свинец остыл до температуры 27 °С?

А1. Какой процесс на графике характеризует отрезок АБ?

На отрезке АБ температура тела увеличивается, следовательно, это процесс нагревания.

А2. Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ?

На отрезке БВ температура тела не меняется, следовательно, это процесс плавления.

АЗ. При какой температуре начался процесс плавления?

Процесс плавления начался при температуре 600 °C, что видно по графику.

А4. Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ?

На отрезке ВГ температура тела увеличивается, следовательно, это процесс нагревания.

С1. В кусок льда массой 100 г и температурой -10 °С влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар, если свинец остыл до температуры 27 °С?

Для решения этой задачи необходимо:

1. Рассчитать количество теплоты, отданное свинцом при остывании от температуры плавления до 27 °C.
2. Рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева льда от -10 °C до 0 °C.
3. Рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления льда.
4. Рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 °C до 100 °C.
5. Рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения части воды в пар.
6. Определить массу воды, обратившейся в пар.

Параметры:

• Масса льда: $$m_{льда} = 0.1 \text{ кг}$$
• Начальная температура льда: $$T_{льда} = -10 \text{ °C}$$
• Масса свинца: $$m_{свинца} = 1.5 \text{ кг}$$
• Температура плавления свинца: $$T_{пл\_свинца} = 327 \text{ °C}$$
• Конечная температура свинца: $$T_{кон\_свинца} = 27 \text{ °C}$$
• Удельная теплоемкость льда: $$c_{льда} = 2100 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$
• Удельная теплоемкость свинца: $$c_{свинца} = 140 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$
• Удельная теплота плавления льда: $$\lambda = 3.3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$
• Удельная теплоемкость воды: $$c_{воды} = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$
• Удельная теплота парообразования воды: $$L = 2.26 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$

Расчеты:

1. Теплота, отданная свинцом: $$Q_{свинца} = c_{свинца} \cdot m_{свинца} \cdot (T_{кон\_свинца} - T_{пл\_свинца}) = 140 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 1.5 \text{ кг} \cdot (27 \text{ °C} - 327 \text{ °C}) = -63000 \text{ Дж}$$
2. Теплота на нагрев льда: $$Q_{нагр\_льда} = c_{льда} \cdot m_{льда} \cdot (0 - T_{льда}) = 2100 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.1 \text{ кг} \cdot (0 - (-10 \text{ °C})) = 2100 \text{ Дж}$$
3. Теплота на плавление льда: $$Q_{плав\_льда} = \lambda \cdot m_{льда} = 3.3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.1 \text{ кг} = 33000 \text{ Дж}$$
4. Теплота на нагрев воды от 0 до 100 °C: $$Q_{нагр\_воды} = c_{воды} \cdot m_{льда} \cdot 100 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.1 \text{ кг} \cdot 100 \text{ °C} = 42000 \text{ Дж}$$

Общее количество теплоты, необходимое для нагрева льда до кипения: $$Q_{всего} = Q_{нагр\_льда} + Q_{плав\_льда} + Q_{нагр\_воды} = 2100 + 33000 + 42000 = 77100 \text{ Дж}$$

Оставшаяся теплота пойдет на парообразование: $$Q_{пар} = |Q_{свинца}| - Q_{всего} = 63000 - 77100 = -14100 \text{ Дж}$$

Так как $$Q_{свинца}$$ не хватает, то вода в пар не обратится. Ответ: 0 кг.