Вопрос школьника
В сосуде находится лед при температуре -10 °С. Сосуд поставили на горелку, которая дает в равные промежутки времени одинаковое количество теплоты. Укажите, какой график (рис. 268) соответствует описанному случаю.
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо знать, как изменяется температура льда при нагревании. Когда лед начинает плавиться, его температура остается на уровне 0 °С, пока весь лед не превратится в воду. Это происходит потому, что в процессе плавления леду необходимо поглотить большое количество теплоты, чтобы преодолеть силы притяжения между молекулами льда.
Таким образом, если в сосуде находится лед при температуре -10 °С, то при нагревании сначала произойдет плавление льда, а затем нагревание получившейся воды. Поэтому график, соответствующий описанному случаю, должен иметь два участка: горизонтальный участок, соответствующий плавлению льда при температуре 0 °С, и наклонный участок, соответствующий нагреванию воды.
На рисунке 268 изображены четыре графика, каждый из которых описывает изменение температуры в зависимости от времени при нагревании льда. График (а) соответствует нагреванию льда без плавления, график (б) — нагреванию льда с плавлением, но без учета теплоты плавления, график (в) — нагреванию льда с учетом теплоты плавления, а график (г) — нагреванию льда с учетом теплоты плавления и нагреванию получившейся воды.
Таким образом, график (в) на рисунке 268 соответствует описанному случаю, когда в сосуде находится лед при температуре -10 °С, который плавится и затем нагревается до более высокой температуры.
