Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Тепловые процессы и машины» — с ответами

Удельная теплота плавления

По результатам нагревания вещества массой 5 кг, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого вещества от полученного им количества теплоты…

1. 1
   Процесс плавления изображён горизонтальным участком графика: температура вещества не изменяется, а полученная теплота увеличивает его внутреннюю энергию.$$Q_{\text{пл}} = Q_2 - Q_1$$
2. 2
   По графику начало плавления соответствует $Q_1 = 300$ кДж, а окончание — $Q_2 = 1050$ кДж.$$Q_{\text{пл}} = 1050 - 300 = 750\ \text{кДж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Теплота кристаллизации воды

Зависимость температуры воды от времени при непрерывном охлаждении представлена на графике. Ежеминутно от вещества отводилось количество теплоты, равное 8400 Дж. Какое количество теплоты выделилось…

1. 1
   Кристаллизация происходит на горизонтальном участке графика при температуре $0\ ^\circ\mathrm{C}$ — от 10 до 50 минут.$$\Delta t = 50 - 10 = 40\ \text{мин}$$
2. 2
   За это время от вещества отводится теплота:$$Q = 8400 \cdot 40 = 336000\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Кристаллизация воды и льда

Вода, охлаждённая предварительно до температуры кристаллизации, начинает кристаллизоваться. Как в процессе кристаллизации изменяются температура и внутренняя энергия смеси вода — лёд?

1. 1
   Во время кристаллизации вода переходит из жидкого состояния в твёрдое при постоянной температуре кристаллизации.$$T = \mathrm{const}$$
2. 2
   При кристаллизации выделяется скрытая теплота, поэтому внутренняя энергия смеси уменьшается.$$\Delta U < 0$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Плавление льда

Лёд, нагретый предварительно до температуры плавления, начинают плавить. Как в процессе плавления изменяются средняя кинетическая энергия молекул льда и внутренняя энергия смеси вода – лёд?

1. 1
   Во время плавления температура смеси остаётся постоянной и равной температуре плавления.$$T = \text{const}$$
2. 2
   Средняя кинетическая энергия молекул определяется температурой. Поэтому при постоянной температуре она не изменяется.$$E_{\text{кин}} \sim T$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Конденсация пара

В процессе конденсации пар превращается в воду. Как при этом изменяются средняя кинетическая энергия молекул пара и внутренняя энергия системы вода – пар?

1. 1
   Во время конденсации при постоянной температуре средняя кинетическая энергия молекул не изменяется.$$E_{\text{к, ср}} \sim T = \text{const}$$
2. 2
   При переходе пара в воду выделяется энергия, поэтому внутренняя энергия системы вода – пар уменьшается.$$\Delta U < 0$$

Изменение энергии при кипении

В процессе кипения вода превращается в пар. Как при этом изменяются температура и внутренняя энергия системы вода — пар?

1. 1
   При кипении жидкости при постоянном внешнем давлении её температура остаётся постоянной.$$T = \text{const}$$
2. 2
   Подводимая к воде теплота расходуется на парообразование. Энергия системы увеличивается, поэтому возрастает её внутренняя энергия.$$\Delta U > 0$$

Изменение энергии при кипении

В процессе кипения вода превращается в пар. Как при этом изменяются средняя кинетическая энергия молекул воды и внутренняя энергия системы вода — пар? Определите характер изменения каждой физической…

1. 1
   Во время кипения температура жидкости остаётся постоянной. Средняя кинетическая энергия молекул определяется температурой, поэтому она не изменяется.$$E_{\mathrm{к}} \sim T = \mathrm{const}$$
2. 2
   При кипении вода получает теплоту, которая расходуется на увеличение потенциальной энергии взаимодействия молекул при переходе жидкости в пар. Поэтому внутренняя энергия системы увеличивается.$$\Delta U > 0$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение параметров при конденсации

В процессе конденсации пар превращается в воду. Как при этом изменяются температура и внутренняя энергия системы «вода — пар»?

1. 1
   При конденсации пар превращается в жидкость. Во время фазового перехода температура системы не изменяется.$$T = \text{const}$$
2. 2
   При конденсации выделяется энергия, поэтому внутренняя энергия системы уменьшается.$$\Delta U < 0$$

Изменение энергии при кристаллизации

Вода, охлаждённая предварительно до температуры кристаллизации, начинает кристаллизоваться. Как в процессе кристаллизации изменяются средняя кинетическая энергия молекул воды и внутренняя энергия…

1. 1
   Во время кристаллизации температура воды остаётся постоянной и равной температуре кристаллизации.$$T = \text{const}$$
2. 2
   Средняя кинетическая энергия молекул определяется температурой, поэтому при постоянной температуре она не изменяется. Для первой величины выбираем цифру 3.$$E_{\text{к}} \sim T$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Плавление веществ по таблице

В справочнике физических свойств различных материалов представлена таблица. Используя данные таблицы, выберите два верных утверждения.

1. 1
   Для плавления вещества, предварительно нагретого до температуры плавления, количество теплоты рассчитывают по формуле:$$Q = \lambda m$$
2. 2
   Утверждение 2 верно: при одинаковой массе количество теплоты пропорционально удельной теплоте плавления. Для меди $\lambda = 180\,\text{кДж/кг}$, для серебра $\lambda = 87\,\text{кДж/кг}$, поэтому меди требуется больше теплоты.

Ещё 4 шага — в полном решении

Свойства металлов при плавлении

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица. Плотность расплавленного металла считать практически равной его плотности в твёрдом состоянии. Используя данные…

1. 1
   Проверим утверждение 1. Чтобы расплавить серебро, температура должна быть не ниже его температуры плавления $960\ ^\circ\mathrm{C}$. Алюминий плавится уже при $660\ ^\circ\mathrm{C}$, поэтому алюминиевая посуда не сможет нагреться до…$$660\ ^\circ\mathrm{C} < 960\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Проверим утверждение 2. Алюминиевая проволока будет плавать в расплавленном цинке, поскольку её плотность меньше плотности цинка.$$\rho_{\text{Al}} = 2{,}7\ \mathrm{г/см^3} < \rho_{\text{Zn}} = 7{,}1\ \mathrm{г/см^3}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Свойства металлов при плавлении

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица. Плотность расплавленного металла считать практически равной его плотности в твёрдом состоянии. Используя данные…

1. 1
   Проверим утверждение 1. Серебро плавится при температуре $960^\circ\mathrm{C}$, а алюминий — при $660^\circ\mathrm{C}$. При нагревании алюминиевой посуды до температуры плавления серебра сама посуда расплавится раньше.$$960^\circ\mathrm{C} > 660^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Утверждение 1 верно: кольцо из серебра нельзя расплавить в алюминиевой посуде.

Ещё 5 шагов — в полном решении

Охлаждение и отвердевание вещества

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ от времени $\tau$, полученный при равномерном непрерывном охлаждении вещества, первоначально находившегося в жидком состоянии. Используя…

1. 1
   На участке от точки 1 до точки 2 температура жидкости уменьшается. В точке 2 начинается отвердевание.
2. 2
   Участок от точек 2 до 4 горизонтальный: температура постоянна, а жидкость превращается в твёрдое вещество. В точке 4 процесс отвердевания ещё завершается, поэтому утверждение 1 считают верным в соответствии с графиком состояний: после…

Ещё 4 шага — в полном решении

Нагревание и плавление свинца

На графике представлена зависимость температуры $t$ от времени $\tau$ при непрерывном нагревании слитка свинца массой 1 кг. Температура повышается от $27\,^{\circ}\mathrm{C}$ в момент $\tau=0$ до…

1. 1
   За первые 5 минут свинец нагревается от $27\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $127\,^{\circ}\mathrm{C}$. Изменение температуры равно $100\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$\Delta t=127-27=100\,^{\circ}\mathrm{C}$$
2. 2
   Для свинца используем удельную теплоёмкость $c=130\,\mathrm{Дж/(кг\cdot{}^{\circ}C)}$. При массе $m=1$ кг изменение внутренней энергии на участке нагревания равно:$$\Delta U=cm\Delta t=130\cdot1\cdot100=13000\,\mathrm{Дж}=13\,\mathrm{кДж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Плавление веществ по таблице

В справочнике физических свойств различных материалов представлена таблица. Используя данные таблицы, выберите два верных утверждения.

1. 1
   При плавлении вещества, предварительно нагретого до температуры плавления, количество теплоты определяется формулой:$$Q = \lambda m$$
2. 2
   Проверим утверждение 1. Удельная теплота плавления не является прямо пропорциональной плотности: например, у алюминия плотность меньше, чем у меди, но удельная теплота плавления больше.

Ещё 3 шага — в полном решении

Температура кипения раствора

В таблице приведены экспериментальные данные зависимости температуры кипения раствора этилового спирта в воде от внешнего давления. Выберите два утверждения, соответствующих данным таблицы.

1. 1
   По таблице при изменении внешнего давления изменяется и температура кипения: например, при давлении $100$ мм рт. ст. она равна $34{,}2\ ^\circ\mathrm{C}$, а при $1450$ мм рт. ст. — $95{,}3\ ^\circ\mathrm{C}$. Следовательно, утверждение 1…
2. 2
   Зависимость не является обратной пропорциональностью: при увеличении давления температура кипения также увеличивается. Поэтому утверждение 3 неверно.

Ещё 2 шага — в полном решении

Кипение раствора при разном давлении

В таблице приведены экспериментальные данные зависимости температуры кипения раствора этилового спирта в воде от внешнего давления. Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих…

1. 1
   Из таблицы видно: при увеличении давления от $100$ до $1450$ мм рт. ст. температура кипения возрастает от $34{,}2$ до $95{,}3\ ^\circ\mathrm{C}$. Утверждение 1 верно.
2. 2
   Нормальному атмосферному давлению соответствует $760$ мм рт. ст. При этом давлении температура кипения раствора равна $78{,}15\ ^\circ\mathrm{C}$, а температура кипения воды — $100\ ^\circ\mathrm{C}$. Следовательно, утверждение 4 верно.$$78{,}15\ ^\circ\mathrm{C} < 100\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

График нагревания вещества

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ некоторого вещества от полученного количества теплоты $Q$. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Используя данные графика…

1. 1
   На участке АБ температура повышается, поэтому нагревается твёрдое вещество.
2. 2
   На горизонтальном участке БВ температура постоянна и равна $t_1$. Это процесс плавления, а не кипения. Температура плавления равна $t_1$.

Ещё 3 шага — в полном решении

Кристаллизация двух веществ

На рисунке приведены графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ двух тел одинаковой массы, изготовленных из разных веществ и выделяющих одинаковое количество теплоты в единицу времени…

1. 1
   Температура кристаллизации определяется температурой горизонтального участка графика. У вещества 1 она выше, чем у вещества 2, поэтому утверждение 1 неверно.
2. 2
   У вещества 2 горизонтальный участок заканчивается в момент $t_1$. После этого температура продолжает снижаться, значит вещество 2 полностью закристаллизовалось. В этот же момент у вещества 1 начинается кристаллизация. Утверждение 2 верно.

Ещё 3 шага — в полном решении

Измерение температуры термометром

Температуру больного измеряют с помощью медицинского термометра, представленного на рисунке. Запишите результат измерения, учитывая, что абсолютная погрешность измерения равна цене деления термометра.

1. 1
   По шкале термометра определяем показание: конец столбика соответствует температуре $39{,}6\ ^\circ\mathrm{C}$.$$T = 39{,}6\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Между соседними отметками в $1\ ^\circ\mathrm{C}$ находится десять малых делений, поэтому цена деления термометра равна $0{,}1\ ^\circ\mathrm{C}$.$$\Delta T = 0{,}1\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении