Решение: Охлаждение и кристаллизация вещества
Горячее вещество, первоначально находившееся в жидком состоянии, медленно охлаждали. Мощность теплоотвода постоянна. В таблице приведены результаты измерений температуры вещества с течением времени.
| Время, мин. | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, °С | 250 | 242 | 234 | 232 | 232 | 232 | 230 | 216 |
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых измерений, и укажите их номера.
Решение по шагам
5 шаговНа участке от 15 до 25 минут температура не изменяется и равна $232\,^{\circ}\mathrm{C}$. При охлаждении это означает фазовый переход — кристаллизацию.
$$T = 232\,^{\circ}\mathrm{C}$$Температура фазового перехода является температурой плавления вещества в данных условиях. Следовательно, утверждение 1 верно.
В момент времени 20 минут кристаллизация ещё идёт, поэтому одновременно присутствуют жидкая и твёрдая фазы. Утверждение 2 неверно.
После 25 минут температура снова уменьшается. Значит, к 30-й минуте кристаллизация завершилась, и вещество находится только в твёрдом состоянии. Утверждение 4 верно.
Продолжительность кристаллизации составляет примерно $25 - 15 = 10$ минут, а не более 25 минут. По таблице также нельзя утверждать, что удельные теплоёмкости в двух состояниях одинаковы.
Где здесь ошибаются
Считать вещество полностью твёрдым в середине участка постоянной температуры.
Принимать весь интервал охлаждения от 0 до 35 минут за время кристаллизации.
Считать, что постоянная мощность теплоотвода автоматически означает одинаковую удельную теплоёмкость в разных состояниях.