Решение: Тепловое равновесие воды и льда
В калориметр с водой добавили лёд. На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал. Используя данные графика, выберите два верных утверждения и укажите их номера.
Решение по шагам
4 шагаНа участке АБ вода охлаждается от температуры $t_1$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, а на участке ГБ лёд нагревается от температуры $t_2$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$.
$$t_{\text{воды}} \to 0\ ^\circ\mathrm{C},\quad t_{\text{льда}} \to 0\ ^\circ\mathrm{C}$$В точке Б температуры воды и льда становятся одинаковыми. Это соответствует установлению теплового равновесия в системе.
$$t_{\text{воды}}=t_{\text{льда}}=0\ ^\circ\mathrm{C}$$На участке ГБ лёд нагревается, поэтому получает энергию от воды. Процесс идёт с поглощением энергии.
$$Q>0$$Участок БВ соответствует плавлению льда при постоянной температуре, а не кристаллизации воды. Поэтому утверждение 2 неверно; утверждение 4 также неверно, поскольку по графику нельзя заключить, что вся вода превратилась в лёд.
Где здесь ошибаются
Путать плавление льда с кристаллизацией воды.
Считать, что при тепловом равновесии вся вода обязательно превращается в лёд.
Забывать, что нагревание льда требует поглощения энергии.