2.3 Тепловое равновесие

 Теория: Внутренняя энергия переходит от более нагретого тела к менее нагретому.
Если два тела с разными температурами соприкасаются, со временем температура станет одинакова.

Задание: В калориметр с водой добавили лёд. На рисунке представлены графики зависимости температуры от времени для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал.
1) Начальная температура льда равна t₁.
2) Участок БВ соответствует процессу плавления льда в калориметре.
3) Точка В соответствует времени, когда в системе вода - лёд установилось состояние теплового равновесия.
4) К моменту установления теплового равновесия вся вода в калориметре превратилась в лёд.
5) Процесс, соответствующий участку ГВ, идёт с поглощением энергии.
Решение: Начальная температура льда не равна t₁, так как температура льда должна быть ниже нуля.
На участке БВ вода кристаллизуется, так как лед не дошел до температуры 0 ⁰С, а вода охладилась до нуля.
В точке В и лед и вода достигли нуля. Наступило тепловое равновесие(верное утверждение)
К моменту установления теплового равновесия вся вода в калориметре превратилась в лёд, невозможно ответить на это утверждение, так как может быть что часть воды останется в жидком состоянии при температуре 0 ⁰С.
На участке ГВ температура льда повышается, следовательно, идет процесс поглощения энергии.
Ответ: 35.
Задание ОГЭ по физике (фипи): На рисунке графически изображён процесс теплообмена для случая, когда в нагретую до 40 °С жидкость опускают кусок льда такой же массы. Потерями энергии при теплообмене можно пренебречь.
Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Процессы нагревания и плавления льда идут с выделением энергии.
2) Внутренняя энергия льда при переходе из состояния С в состояние D увеличивается.
3) Внутренняя энергия воды при переходе из состояния А в состояние D уменьшается.
4) Внутренняя энергия льда при переходе из состояния С в состояние D уменьшается.
5) Вся энергия, выделившаяся при охлаждении воды, пошла на нагревание льда.
Решение: 1) при нагревании и плавлении льда поглощается энергия
2) при переходе из состояния А в состояние D лед плавится, его внутренняя энергия при этом увеличивается.
3) при переходе из состояния А в состояние D вода охлаждается, при этом ее внутренняя энергия уменьшается.
4) это утверждение противоречит 2 утверждению.
5) по наклону графика видно, что вода отдавала больше энергии, чем поглотил лед.
Ответ: 23.
Задание ОГЭ по физике (фипи): Смешали холодную и горячую воду. На рисунке приведён график зависимости температуры t° воды от времени τ. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Количество теплоты, отданное горячей водой, больше количества теплоты, полученного холодной водой.
2) Масса холодной воды больше массы горячей воды.
3) Изменение температуры холодной воды больше, чем изменение температуры горячей воды.
4) Температура t₁ соответствует состоянию теплового равновесия.
5) Удельная теплоёмкость горячей воды больше, чем холодной.
Решение: 1) Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал, значит количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученного холодной водой.
2) Масса холодной воды больше массы горячей воды, потому, что изменение температуры холодной водой меньше изменения температуры горячей воды.
3) Из графика видно, что изменение температуры холодной воды меньше, чем изменение температуры горячей воды.
4) Температура t₁ соответствует состоянию теплового равновесия.
5) Удельная теплоёмкость горячей воды такая же как у холодной.
Ответ: 23.
Задание демонстрационного варианта ОГЭ 2019: В калориметр с водой добавили лёд. На рисунке представлены графики зависимости температуры от времени для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал.
Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Начальная температура воды равна t₁ .
2) Участок БВ соответствует процессу кристаллизации воды в калориметре.
3) Точка Б соответствует времени, когда в системе вода-лёд установилось состояние теплового равновесия.
4) К моменту установления теплового равновесия весь лёд в калориметре растаял.
5) Процесс, соответствующий участку АБ, идёт с поглощением энергии.
Решение: 1) Вода должна иметь большую температуру, чем лед. Из рисунка видно, что на участке АБ температура тела падает до нуля. Участок АБ соответствует процессу охлаждения воды от температуры t₁ до 0 °С. Получается начальная температура воды равна t₁
2) В точке Б вода достигла температуры 0 °С, но лед еще имеет температуру ниже 0 °С. Значит вода будет отдавать свою внутреннюю энергию льду и при этом кристаллизоваться. Участок БВ соответствует процессу кристаллизации воды в калориметре.
Ответ: 12.
Предыдущая тема       Следующая тема