Как найти вещество по графику - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

График плавления и отвердевания тела показывает нам
все этапы процесса. Из него мы можем извлечь информацию о температуре плавления
тела, например, о том, как долго это тело потребовалось нагревать, чтобы
достичь той или иной температуры. Для понимания того, как строятся подобные
графики, рассмотрим некоторые примеры.

На рисунке представлен график плавления и отвердевания
железа.

В начальный момент времени, температура была равна
1200 ^оС, и пока она не достигла 1539 ^оС, плавление не
началось. Молекулы сохраняли свой порядок, что характерно для твёрдого тела. По
достижении температуры плавления, порядок нарушается, поскольку тело переходит
в жидкое состояние. Его температура какое-то время остаётся постоянной, о чем
свидетельствует горизонтальный участок графика. После того, как железо
полностью расплавилось, температура снова начала увеличиваться. Порядок
полностью нарушился, поскольку этот участок графика соответствует периоду,
когда железо было полностью жидким. Достигнув отметки 1880 ^оС,
железо перестали нагревать, и температура начала падать. Достигнув температуры
кристаллизации, железо начало твердеть. Это заняло какое-то время, в течение
которого температура вновь не менялась, начал восстанавливаться порядок. После
этого, температура стала ниже температуры отвердевания, и железо вновь стало
полностью твёрдым, а порядок молекул восстановился. Этому соответствует
последний участок графика.

Упаржнения.

1. Построить график
плавления олова. Температура плавления составляет 232 ^оС, а
начальная температура 200 ^оС. За 5 мин олово достигнет температуры
плавления, и ещё 5 мин будет плавиться. 2,5 мин занимает нагревание олова от
температуры плавления до 250 ^оС, и столько же займет охлаждение до
232 ^оС.

Итак, возьмём 20 ^оС за одну клетку по
вертикали и 2,5 мин за одну клетку по горизонтали. Тогда первая точка будет
иметь координаты 0 минут и 200 градусов, а вторая — 5 минут и 232 градуса.
Соединим эти две точки. В этой точке начинается плавление длительностью 5
минут. Температура не меняется, поэтому координаты третьей точки будет 10 минут
и 232 градуса. После этого, олово нагревается до 250 градусов за 2,5 минуты,
поэтому координаты четвёртой точки будут 12,5 минут и 250 градусов. Это точка
является пиком графика, поскольку в этот момент олово достигло наивысшей
температуры. Дальше график симметричен, поэтому абсолютно аналогичным способом
достраиваем и вторую часть графика.

Для построения этого графика мы использовали некую
начальную информацию о теле. Значит, из готового графика можно извлечь
информацию.

2. На рисунке представлен график
плавления и отвердевания для какого-то вещества.

И нам надо найти ответы на вопросы:

— Какой самой высокой температуры достигло вещество?

Итак, смотрим на график. Вертикальная ось
соответствует температуре, следовательно, наивысшая температура соответствует
пику графика. Это 1250 ^оС.

— Какова температура плавления данного вещества?

Температуре плавления соответствуют горизонтальные
участки графика, поскольку температура остаётся неизменной во время плавления
или кристаллизации. На графике видно, что горизонтальные участки соответствуют
температуре 1000 ^оС, поэтому, это и есть температура плавления.

— Сколько времени заняло плавление, и сколько времени
заняла кристаллизация?

На графике мы видим, что по горизонтальной оси,
соответствующей времени между отметкой 0 и отметкой 40 — две клетки. Длина
горизонтальных отрезков тоже составляет две клетки. Поэтому, и плавление, и
кристаллизация заняли по 40 минут.

— Какова скорость нагревания данного вещества в
твердом состоянии, и какова скорость нагревания в жидком состоянии?

По вертикальной оси расстояние между отметкой 1000 и
отметкой 1250 — одна клетка. Следовательно, расстояние в две клетки
соответствует пятистам градусам. Тогда, в начальный момент времени, температура
составляла 500 градусов. Мы видим на графике, что температура достигла
температуры плавления за 40 минут. Поэтому, скорость нагревания в твердом
состоянии равна 500 ^оС за 40 минут, т.е. 12,5 ^оС/мин.

На графике видно, что вещество в жидком состоянии
нагрелось от 1000 ^оС до 1250 ^оС. По горизонтальной оси,
длина этого процесса соответствует одной клетке, а, значит, двадцати минутам,
т.к. 40 минут — это две клетки. Значит, скорость нагревания в жидком состоянии
равна 250 ^оС за 20 минут, т.е. 12,5 ^оС/мин.

Следует помнить о том, что нагревание вещества в
твердом состоянии на самом деле может происходить не с той же скоростью, что и
нагревание вещества в жидком состоянии. Да и зависимость скорости нагревания
или остывания от температуры может быть нелинейной. Несмотря на это, даже из
такого графика можно извлечь, некоторую информацию.

Данный график предполагает достаточно сложные математические
операции для подробного анализа, с которыми мы познакомимся намного позже.
Однако, у нас достаточно знаний, чтобы ответить на следующие вопросы:

— Какая максимальная температура была достигнута
данным веществом?

Опять же, обращаемся к самой высокой точке. Она
соответствует 450 ^оС.

Держалась ли в какой-нибудь момент времени постоянная
температура свыше 315 ^оС?

Постоянной температуре будет соответствовать
горизонтальный участок графика. На данном графике, такой участок только один.
Исходя из того, что отметка 450 ^оС находится на расстоянии 3 клетки
от нулевой отметки по оси температуры, одна клетка соответствует 150 ^оС,
а 2 клетки — 300 ^оС. Мы видим, что наш горизонтальный участок
находится ниже отметки ^оС градусов, следовательно, температура выше
315 ^оС не держалась.

— Определите, нагревалось тело или остывало в первые
12 минут?

Одна клетка по горизонтальной оси соответствует 20
минутам. Мы видим, что на промежутке, более длительном, чем 12 минут,
температура увеличивалась с течением времени. Следовательно, тело нагревалось.

Определите среднюю скорость нагревания в период с 40
до 100 минут.

Итак, отмечаем на графике интервал от 40 до 100 минут.
Мы видим, что в этот период температура менялась по какому-то сложному закону.
Однако, мы знаем, что бы ни происходило в этот период, температура возросла от
150 ^оС до 450 ^оС за 60 минут. Поэтому, в среднем, тело
нагревалось со скоростью 300 ^оС в час или 5 ^оС в минуту.

При построении графиков помните, что очень важно
соблюдать масштабирование, т.е. равные интервалы, относящиеся к одной и той же
величине, обозначать равным количеством клеток.

Источник

2.12 График зависимости температуры тела от полученного количества теплоты

Теория:В начальный момент времени вещество взято в твердом состоянии, к нему подводят количество теплоты +Q (нагревают), затем отводят -Q.

процесс нагревания:
AB — нагревание вещества в твердом состоянии до температуры плавления. Q=cm(t₂-t₁)
BC — плавление вещества при температуре плавления Q=λm
CD — нагревание вещества в жидком состоянии до температуры кипения. Q=cm(t₂-t₁)
DE — кипение (парообразование) вещества при температуре кипения Q=Lm
EF — нагревание вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t₂-t₁)

процесс охлаждения:
FG — охлаждение вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t₂-t₁)
GH — конденсация вещества при температуре кипения Q=Lm
HI — охлаждение вещества в жидком состоянии до температуры плавления. Q=cm(t₂-t₁)
IK — кристаллизация вещества при температуре плавления Q=λm
KL — охлаждение вещества в твердом состоянии. Q=cm(t₂-t₁)

Задание ОГЭ по физике(фипи):На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания льда. Процессу плавления льда соответствует участок графика

1)
АВ
2)
BC
3)
CD
4)
DE
Решение: Процессу плавления льда соответствует горизонтальный участок графика, плавление происходит при меньшей температуре, чем кипение. Участок ВС соответствует процессу плавления льда.
Ответ: 2

Задание ОГЭ по физике(фипи): На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для двух веществ одинаковой массы. Первоначально каждое из веществ находилось в твёрдом состоянии.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1)
Удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2)
В процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3)
Представленные графики не позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4)
Температура плавления у второго вещества выше.
5)
Удельная теплота плавления у второго вещества больше.
Решение: 1) Первое вещество нагревается медленнее, следовательно удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии больше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2) Процесс плавления соответствует горизонтальному участку графика. Из рисунка видно, что в процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3)
Представленные графики позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4) Так как горизонтальный участок второго графика выше чем у первого то значит температура плавления у второго вещества выше.
5) Массы веществ одинаковы, следовательно количество теплоты необходимое для плавления тела будет зависить от удельной теплоты плавления Q=λm, для того что бы расплавить первое вещество нужно больше количества теплоты, следовательно удельная теплота плавления у второго вещества меньше.
Ответ: 24
Задание ОГЭ по физике(фипи): На рисунке представлен график зависимости температуры некоторого вещества от полученного количества теплоты. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1)
Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2)
Температура плавления вещества равна t₁.
3)
В точке Б вещество находится в жидком состоянии.
4)
В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества не изменяется.
5)
Участок графика ВГ соответствует процессу кипения вещества.
Решение:
1) На участках АБ и ВГ вещество получило одинаковое количество теплоты, изменение температуры на участке АБ больше чем на участке ВГ, следовательно удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2) Участок БВ соответствует процессу плавления, температура плавления вещества равна t₁.
3)
В точке Б вещество находится в твердом состоянии.
4)
В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества изменяется, так как тело поглощает количество теплоты.
5)
Участок графика ВГ соответствует процессу нагревания вещества в жидком состоянии.
Ответ: 12
Задание ОГЭ по физике2017: На рисунке приведены графики зависимости от времени температуры двух тел одинаковой массы, изготовленных из разных веществ и выделяющих одинаковое количество теплоты в единицу времени. Первоначально вещества находились в жидком состоянии.

Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера.
1)
Температура кристаллизации вещества 1 ниже, чем вещества 2.
2)
Вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3)
Удельная теплота кристаллизации вещества 1 меньше, чем вещества 2.
4)
Удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5)
В течение промежутка времени 0–t₁ оба вещества находились в твёрдом состоянии.
Решение:
1) По графику видно, что горизонтальный участок вещества 1 выше чем у вещества 2. Значит температура кристаллизации вещества 1 выше, чем вещества 2.
2) В момент времени t₁, вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3)
Удельная теплота кристаллизации вещества 1 и вещества 2 равны, так как горизонтальные участки графиков равны.
4) В жидком состоянии температура вещества 2 падает быстрее следовательно удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5) В момент времени t₁, вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, а вещество 1 только начало кристаллизоваться.
Ответ: 24
Предыдущая тема Следующий раздел

ethermywallet, a and for.

Источник

1. Какой тип ответа: расчёт физической величины.

2. Что проверяет задание: сформированность умения правильно вычислять значение величины при анализе явлений с использованием законов и формул.

3. Какие разделы физики определяют содержание задания: тепловые явления.

4. Какой уровень сложности задания: базовый.

5. Как оценивается задание:

(1) балл — ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа;
(0) баллов — выставляется во всех других случаях.

6. Какова форма ответа: запиши в бланк ответов № (1) целое число или конечную десятичную дробь с учётом
указанных в ответе единиц измерения (без пробелов, запятых и других дополнительных символов; каждая цифра в отдельной клеточке).

Пример:

найди значение удельной теплоёмкости вещества, учитывая информацию из диаграммы (рис. (1)), где показаны значения количества теплоты в процессах нагревания (5) кг вещества на (50)(°C) и плавления (500) г вещества при соответствующей температуре плавления. Физические характеристики диаграммы: (Q_1) (=) (10) кДж.

Рис. (1). Диаграмма

Как решить задание из примера?

Дано

Решение

(m_н) (=) (5) кг;

(m_п) (=) (500) г

(=) (500·10^{-3}) кг;

(Delta t) (=) (50)(°C);

(Q_1) (=) (10) кДж (=)

(=) (10·10^{3}) Дж

1. Физическая модель задачи:

— процесс нагревания вещества массой (m_н), на который расходуется количество теплоты (3Q_1) (=) (30·10^3) Дж (рис. (2)).

Рис. (2). Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества

Обрати внимание!

В задании представлена избыточная информация: 1) изображение столбца в диаграмме (голубой цвет), характеризующего процесс плавления вещества и, соответственно, удельную теплоту плавления вещества; 2) масса вещества (m_п), которое плавится при температуре плавления.

2. Физический закон:

— количество теплоты, необходимое для нагревания вещества:

(Q=m_нcDelta t.) ((1))

3. Математическое решение задачи:

— выразим (c) из формулы ((1)) с учётом значения количества теплоты (3Q_1):

(c=frac{3Q_1}{m_нDelta t};) ((2))

— проверяем размерность формулы ((2)):

([c]=frac{Дж}{кг·°C};)

— проводим вычисления:

(c=frac{30·10^3}{5·50}=120) Дж/(кг · °C)

Найти: (c)

Правильный ответ: (120) Дж/(кг · °C)

Обрати внимание!

Решение расчётных физических задач оформляется в следующей последовательности.

Физическая модель задачи, которая описывает явление согласно условию задания (это позволяет во втором пункте соотнести конкретное физическое явление с физическими законами (закономерностями), которые его объясняют).
Физические законы (запись функциональных зависимостей между физическими величинами, которые представляют собой физические характеристики физического явления).
Математическое решение задачи (в данном пункте проводятся математические процедуры (решение линейных и нелинейных уравнений, нахождение неизвестного множителя из пропорции и др.) с формулами из второго пункта). В данном пункте также проводится проверка размерности конечной формулы, по которой вычисляется искомая физическая величина, где данная процедура позволяет: а) доказать правильность выведенной формулы по соответствию её единицам измерения искомой физической величины; б) запомнить формулы не в формате «зубрёжки», а применяя каждый раз к решению разных физических задач.

Типичные ошибки

Неверное определение степени изменения (увеличение или уменьшение) внутренней энергии вещества при следующих процессах, происходящих с веществом (например, твёрдым телом): 1) нагревание твёрдого тела; 2) плавление; 3) нагревание жидкости; 4) кипение; 5) нагревание пара; 6) охлаждение пара; 7) конденсация; охлаждение жидкости; 9) кристаллизация (отвердевание); 10) охлаждение твёрдого тела.

Внутренняя энергия вещества увеличивается в процессах (1)–(5) и уменьшается в процессах (6)–(10).
Неверный перевод множителей размерностей при использовании в расчётах физических величин, значения которых указаны на графике, диаграмме.

Источники:

Рис. 1. Диаграмма. © ЯКласс.

Рис. 2. Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества. © ЯКласс.

Источник

Wiki-учебник

Поиск по сайту

Реклама от партнёров:

График плавления

Одно и тоже вещество в реальном мире в зависимости от окружающих условий может находиться в различных состояниях. Например, вода может быть в виде жидкости, в идее твердого тела – лед, в виде газа – водяной пар.

Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.

Молекулы вещества в различных агрегатных состояниях ничем не отличаются друг от друга. Конкретное агрегатное состояние определяется расположением молекул, а так же характером их движения и взаимодействия между собой.

Газ – расстояние между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Молекулы в жидкости и в твердом теле расположены достаточно близко друг к другу. В твердых телах еще ближе.

Чтобы изменить агрегатное состояние тела, ему необходимо сообщить некоторую энергию. Например, чтобы перевести воду в пар её надо нагреть.Чтобы пар снова стал водой, он должен отдать энергию.

Переход из твердого состояния в жидкое

Переход вещества из твердого состояние в жидкое называется плавлением. Для того чтобы тело начало плавиться, его необходимо нагреть до определенной температуры. Температура, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.

Каждое вещество имеет свою температуру плавления. У каких-то тел она очень низкая, например, у льда. А у каких-то тел температура плавления очень высокая, например, железо. Вообще, плавление кристаллического тела это сложный процесс.

График плавления льда

Ниже на рисунке представлен график плавления кристаллического тела, в данном случае льда.

График показывает зависимость температуры льда от времени, которое его нагревают. На вертикально оси отложена температура, по горизонтальной — время.

Из графика, что изначально температура льда была -20 градусов. Потом его начали нагревать. Температура начала расти. Участок АВ это участок нагревания льда. С течением времени, температура увеличилась до 0 градусов. Эта температура считается температурой плавления льда. При этой температуре лед начал плавиться, но при этом перестала возрастать его температура, хотя при этом лед также продолжали нагревать. Участку плавления соответствует участок ВС на графике.

Затем, когда весь лед расплавился и превратился в жидкость, температура воды снова стала увеличиваться. Это показано на графике лучом C. То есть делаем вывод, что во время плавления температура тела не изменяется, вся поступающая энергия идет на плвление.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Агрегатное состояние вещества
Следующая тема: Удельная теплота плавления

Нравится

Источник

Лабораторная работа № 6

Тема: Наблюдение процесса кристаллизации (Определение температуры кристаллизации вещества)

Цель работы: опытным путём определить температуру кристаллизации парафина, построить график её зависимости от времени.

Оборудование: пробирка с парафином, пробиркодержатель, лабораторный термометр 0-100°С, стакан с горячей водой 150 — 200 мл, часы.

Выполнение работы

1. Подготовили таблицу для записи результатов измерений:

Время, Т, мин.

Температура,

t°, °C

По экспериментальным данным построили график зависимости температуры t° от времени T.

По графику определили температуру кристаллизации парафина t⁰С=56⁰С.

Вывод: опытным путём определили температуру кристаллизации парафина, построили график её зависимости от времени. Температура кристаллизации парафина равна 56°С

Ответы на контрольные вопросы.

1. Какие вещества называются кристаллическими? Аморфными? Приведите примеры.

Кристаллы — это твердые тела, молекулы (атомы) которых занимают упорядоченные положения в пространстве.

Примеры: графит, железо, свинец, медь, алмаз, рубин, сапфир.

Аморфные тела — это тела, обладающие как свойствами твердых тел, так и свойствами жидкостей.

Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), воск, смола, пластики и т.д.

2. Как по графику изменения температуры вещества при нагревании от времени определить температуру плавления кристаллического тела?

Кристаллическое вещество плавится при определенной температуре. Когда вещество начинает плавиться, его температура перестает расти. В течение всего времени плавления (т.е. пока все вещество не расплавится) температура его не меняется. Процессу плавления соответствует горизонтальный участок графика, температура плавления соответствует горизонтальному участку графика.

3. Отметьте на графике участки, соответствующие:

а) жидкому состоянию парафина (обозначьте этот участок буквами АВ);

б) смеси парафина в жидком и твёрдом состояниях (обозначьте этот участок буквами ВС);

в) твёрдому состоянию парафина (обозначьте этот участок буквами СD).

4. Объясните характер поведения молекул вещества на каждом участке состояния парафина.

Участок АВ: жидкое состояние парафина. Молеулы находятся близко друг к другу, но их относительные положения не фиксированы и они медленно меняют положение относительно друг друга.

Участок ВС:

Участок СD: твердое состояние парафина. Молекулы и атомы сильно сцеплены друг с другом, подвижность частиц очень мала.

5. Чем отличаются графики зависимости температуры от времени кристаллических и аморфных тел?

У аморфных тел отсутствует определенная точка плавления, поэтому на грфике зависимости температуры от времени аморфных тел не будет горизонтального участка, соответствующего температуре плавления.

Источник