РЕШУ ОГЭ — физика

Задания

В калориметре находится 5 кг льда при температуре –20 °C. Затем в калориметр наливают 0,5 кг воды, температура которой равна +10 °C. Теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера. (Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг·°C), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда 3,3·10⁵ Дж/кг).

1)  В состоянии теплового равновесия все вещество в калориметре будет находиться в жидком состоянии.

2)  При достижении теплового равновесия температура воды уменьшится на 5 °C.

3)  В состоянии теплового равновесия все вещество в калориметре будет находиться в твердом состоянии.

4)  При достижении теплового равновесия в калориметре будет смесь воды со льдом.

5)  В состоянии теплового равновесия температуры изначально твердого и изначально жидкого веществ сравняются.

Решение. Более теплая вода будет отдавать теплоту, для повышения температуры льда, затем, если теплоты будет достаточно, то весь лед превратится в жидкость, если же нет, то возможны два состояния: когда в калориметре после установления теплового равновесия находится только лед, либо находится смесь льда и воды. Сравним теплоту, которую может отдать вода, находясь в жидком состоянии, с теплотой, необходимой для расплавления всего льда:

$Q_1=m_1с_1 левая круглая скобка t_0 минус t_1 правая круглая скобка плюс m_1\lambda=5 умножить на 2100 умножить на левая круглая скобка 0 плюс 20 правая круглая скобка плюс 5 умножить на 3,3 умножить на 10 в степени 5 =1860000Дж.$ $Q_1=m_1с_1 левая круглая скобка t_0 минус t_1 правая круглая скобка плюс m_1\lambda=$
$=5 умножить на 2100 умножить на левая круглая скобка 0 плюс 20 правая круглая скобка плюс 5 умножить на 3,3 умножить на 10 в степени 5 =1860000Дж.$

$Q_2=m_2с_2 левая круглая скобка t_2 минус t_0 правая круглая скобка =0,5 умножить на 4200 умножить на 10=21000Дж,$

где $m_1,m_2$   — начальные массы льда и воды соотвественно, $t_1,t_2$   — начальные температуры льда и воды соответственно, $c_1,c_2$   — удельные теплоемкости льда и воды соответственно, $t_0$   — температура плавления льда, равная 0 °C. Видим, что $Q_1 больше Q_2,$ то есть весь лед расплавить не удастся. Теперь, предположим, что наоборот, вся вода перешла в твердое состояние:

$Q_1'=m_1с_1 левая круглая скобка t_0 минус t_1 правая круглая скобка =5 умножить на 2100 умножить на левая круглая скобка 0 плюс 20 правая круглая скобка =210000Дж.$

$Q_2'=m_2с_2 левая круглая скобка t_2 минус t_0 правая круглая скобка плюс m_2\lambda=0,5 умножить на 4200 умножить на 10 плюс 0,5 умножить на 3,3 умножить на 10 в степени 5 =186000Дж.$ $Q_2'=m_2с_2 левая круглая скобка t_2 минус t_0 правая круглая скобка плюс m_2\lambda=$
$=0,5 умножить на 4200 умножить на 10 плюс 0,5 умножить на 3,3 умножить на 10 в степени 5 =186000Дж.$

Теплота $Q_1'$ больше теплоты $Q_2',$ соответственно вся вода превратится в лед, при этом весь лед останется в твердом состоянии. Температура воды уменьшится больше, чем на 5 °C. В состоянии теплового равновесия температуры веществ с изначально различной температурой уравниваются.

Ответ: 35.

№ п/п	№ задания	Ответ
1	1265	35\|53

Ключ