На рисунке представлен график зависимости абсолютной температуры T воды массой m от времени t при осуществлении теплопередачи с постоянной мощностью P. В момент времени t = 0 вещество находилось в твёрдом состоянии. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым можно рассчитать данные физические величины: для каждой позиции из первого столбца подберите позицию из второго столбца, обозначенную цифрой. Цифры в ответе могут повторяться. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) удельная теплоёмкость твёрдого вещества Б) удельная теплота парообразования ФОРМУЛЫ 1) P · Δt / m · ΔT 2) P · Δt / m 3) P · Δt / m · ΔT 4) P · Δt / m Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | Ответ: | А | Б | |---|---|---| | | | |

Решение:

График показывает изменение температуры вещества со временем при постоянной мощности теплопередачи. На графике видны три участка:
1. Нагревание твёрдого вещества (температура растёт).
2. Плавление вещества (температура постоянна).
3. Нагревание жидкости (температура растёт).

А) Удельная теплоёмкость твёрдого вещества

Удельная теплоёмкость (c) рассчитывается по формуле количества теплоты, необходимого для нагревания вещества. Количество теплоты (Q) равно мощности (P), умноженной на время (Δt). Изменение температуры равно ΔT. Масса вещества — m.
Формула: \( Q = c · m · ΔT \).
Так как \( Q = P · Δt \), то \( P · Δt = c · m · ΔT \).
Следовательно, \( c = \frac{P · Δt}{m · ΔT} \).
На графике первый участок (нагревание твёрдого вещества) соответствует этому расчету. Время этого участка — \( Δt_1 \), изменение температуры — \( ΔT_1 \). Значит, удельная теплоёмкость твёрдого вещества рассчитывается по формуле 1.

Б) Удельная теплота парообразования

Удельная теплота парообразования (L) — это количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при постоянной температуре. Количество теплоты \( Q \) равно мощности \( P \), умноженной на время \( Δt \). Масса вещества — \( m \).
Формула: \( Q = L · m \).
Так как \( Q = P · Δt \), то \( P · Δt = L · m \).
Следовательно, \( L = \frac{P · Δt}{m} \).
На графике этот процесс соответствует участку, где температура постоянна (плавление или кипение). Если предположить, что вещество было в твёрдом состоянии, затем расплавилось, а потом нагрелось и начало испаряться, то участок парообразования будет соответствовать времени \( Δt_4 \). Следовательно, удельная теплота парообразования рассчитывается по формуле 4.

Таблица соответствия:

Ответ: А — 1, Б — 4.