Графики изменения температуры олова

Печь, используемая для нагревания вещества, имеет три режима работы: максимальной, средней и минимальной мощности. В этой печи начинают нагревать 180 граммов олова, находящегося в твёрдом состоянии. После начала нагревания печь всё время остаётся включённой. На рисунке представлен график зависимости изменения температуры t олова от времени τ.

Выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Испарение олова началось при температуре t₃.

2) Работе печи с максимальной мощностью за первые 9 минут соответствует участок графика CD.

3) Режиму минимальной мощности в течении первых 9 минут работы печи соответствует участок графика BC.

4) Участок графика АВ соответствует жидкому состоянию олова.

5) Участок графика DF соответствует плавлению олова.

Проанализируем каждое утверждение.

1) Из графика видно, что при температуре t₃ олово ещё не достигло постоянного участка температурной кривой, то есть в точке t₃ олово ещё находится в твёрдом состоянии.

2) Чем больше угол наклона графика, тем больше мощность, выделяемая печью. Следовательно, за первые 9 минут работе печи с максимальной мощностью соответствует участок CD.

3) Чем больше угол наклона графика, тем больше мощность, выделяемая печью. Следовательно, за первые 9 минут работе печи с минимальной мощностью соответствует участок AB.

4,5) Олово начали нагревать, когда оно находилось в твёрдом состоянии. Из графика видно, что температура олова при нагревании не меняется на участке DF, следовательно, именно на участке DF происходит плавлении олова.

Источник

Графики изменения температуры олова

Выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Испарение олова началось при температуре t₃.

2) Работе печи с максимальной мощностью за первые 9 минут соответствует участок графика CD.

3) Режиму минимальной мощности в течении первых 9 минут работы печи соответствует участок графика BC.

4) Участок графика АВ соответствует жидкому состоянию олова.

5) Участок графика DF соответствует плавлению олова.

Проанализируем каждое утверждение.

4) Олово начали нагревать, когда оно находилось в твёрдом состоянии. Участок графика АВ соответствует твёрдому состоянию олова.

5) Из графика видно, что температура олова при нагревании не меняется на участке DF, следовательно, именно на участке DF происходит плавлении олова.

Источник

График плавления и отвердевания кристаллических тел

Содержание

Если вещество в твердом состоянии будет отдавать энергию – оно будет остывать. При этом с определенной температуры начинает происходить процесс плавления – тело переходит из твердого состояния в жидкое.

Если же мы будем сообщать энергию жидкости (нагревать ее), то с определенной температуры начнется процесс отвердевания (кристаллизации). Жидкость перейдет в твердое состояние.

Процесс плавления кристаллического тела довольно сложный. Для того, чтобы более детально его изучить, мы рассмотрим график зависимости температуры твердого тела от времени его последовательного нагревания и охлаждения.

График плавления льда и отвердевания воды

В качестве кристаллического тела будем рассматривать лёд. График плавления льда и отвердевания воды изображен на рисунке 1. Здесь по горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной – температура льда. Для нагревания льда будем использовать обычную горелку.

Рисунок 1. График зависимости температуры льда от времени нагревания

Разберем каждый участок графика.

Точка A
Это наша начальная точка, начало наблюдения за процессом. Здесь температура льда была равна $-40 \degree C$

Участок AB
Идет нагревание льда, его температура увеличивается с $-40 \degree C$ до $0 \degree C$

Точка B
Достигнув температуры $0 \degree C$, лед начинает плавится. Это его температура плавления.

Участок BC
Лед плавится, но его температура в это время не увеличивается. Процессу плавления соответствует именно этот участок графика.

В течение всего времени плавления температура льда не меняется, хотя мы продолжаем его нагревать

Точка C
В этот момент весь лед расплавился и превратился в воду

Участок CD
На это участке графика идет нагревание воды до $+40 \degree C$

Точка D
Вода имеет температуру $+40 \degree C$. В этот момент мы выключаем горелку

Участок DE
Температура воды снижается, она охлаждается

Точка E
Температуры воды достигает $0 \degree C$. Начинается ее отвердевание (кристаллизация)

Участок EF
На этом участке графика идет процесс отвердевания (кристаллизации) воды.

Пока вся вода не затвердеет, ее температура не изменится

Точка F
В этот момент вся вода превратится в лёд

Участок FK
Температура льда понижается

Графики плавления олова и свинца

На графиках часто указывают какой-то один процесс (либо отвердевание, либо плавление), но для нескольких веществ. Это делается для наглядного сравнениях их свойств.

Подобный график представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Графики для процесса плавлении олова и свинца

Процесс плавления олова соответствует участку CD, а процесс плавления свинца – участку AB.

Участок AB находится выше участка CD. Это означает, что свинец имеет большую температуру плавления, чем олово. На графике отмечены эти температуры. Для свинца это $327 \degree C$, а для олова $232 \degree C$.

Также мы можем судить о времени процесса плавления. Участок AB имеет большую длину, чем участок CD. Значит, свинец плавился большее время, чем олово. При этом, свинец начал плавиться раньше.

Источник

Графики изменения температуры олова

Выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Испарение олова началось при температуре t₃.

2) Работе печи с максимальной мощностью за первые 9 минут соответствует участок графика CD.

3) Режиму минимальной мощности в течении первых 9 минут работы печи соответствует участок графика BC.

4) Участок графика АВ соответствует жидкому состоянию олова.

5) Участок графика DF соответствует плавлению олова.

Проанализируем каждое утверждение.

Источник

4 Достаточный уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) Почему лед не тает сразу, если его внести с мороза в теплую комнату?

Температура таяния льда 0°С. Поэтому, чтобы начал таять, он должен нагреться до 0°С.

б) Какое количество теплоты необходимо для плавления 100 г олова, взятого при температуре 32 °С?

2. а) На рисунке изображен график изменения температуры нафталина.

1) Какому состоянию нафталина соответствует отрезок графика ВС? плавление
2) В точке В или в точке С внутренняя энергия нафталина больше? внутренняя энергия в точке С больше.

б) Какое количество теплоты выделится при замерзании 2 л воды, взятой при температуре 10 °С?

3. а) Почему во время снегопада (см. рисунок) температура воздуха обычно повышается?

Это происходит потому, что при образовании снега из капелек воды или водяного пара выделяется тепло

б) Какое количество теплоты потребуется для плавления 500 г алюминия, взятого при температуре 20 °С?

4. а) На рисунке изображен график изменения температуры свинца.

1) Какому состоянию тела соответствует отрезок графика АВ? охлаждение
2) В какой из точек (К или М) молекулы данного тела обладают большей кинетической энергией? Почему?

в точке К молекулы данного тела обладают большей кинетической энергией — больше температура (скорость молекул).

б) Какое количество теплоты потребуется для плавления 200 г свинца, взятого при температуре 17 °С?

5. а) Телу сообщили некоторое количество теплоты. Всегда ли можно утверждать, что температура тела при этом повысилась?

Нет, при плавлении температура тела не меняется.

б) Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 100 г льда, взятого при температуре -5 °С, а затем полученную воду нагреть до 20 °С?

6. а) На рисунке изображен график изменения температуры олова.

1) Какому состоянию олова соответствует отрезок графика ВС? плавление
2) Как изменяется внутренняя энергия олова на участках АВ, ВС и CD Почему? повышается,т.к. олово нагревают, молекулы начинают перемещаться быстрее, за счет этого повышается и внутренняя энергия

б) В бочку с водой опустили 2 кг льда при температуре О °С. Найдите массу воды, налитой в бочку, если после таяния льда ее температура уменьшилась от 20 до 18 °С. Потерями тепла можно пренебречь.

Источник

Графики плавления и отвердевания

Урок 15. Физика 8 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Графики плавления и отвердевания»

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 о С, и пока она не достигла 1539 о С, 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 о С, 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.

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

Итак, возьмём 20 о С 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 о С.

— 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 о С, 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 о С за 40 минут, т.е. 12,5 о С/мин.

На графике видно, что вещество в жидком состоянии нагрелось от 1000 о С до 1250 о С. 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 о С за 20 минут, т.е. 12,5 о С/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 о С.

Держалась ли в какой-нибудь момент времени постоянная температура свыше 315 о С?

Постоянной температуре будет соответствовать горизонтальный участок графика. На данном графике, такой участок только один. Исходя из того, что отметка 450 о С находится на расстоянии 3 клетки от нулевой отметки по оси температуры, одна клетка соответствует 150 о С, а 2 клетки — 300 о С. Мы видим, что наш горизонтальный участок находится ниже отметки о С градусов, следовательно, температура выше 315 о С 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 о С до 450 о С за 60 минут. Поэтому, в среднем, тело нагревалось со скоростью 300 о С в час или 5 о С 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