Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 22 № 20038
i

В ка­ло­ри­мет­ре на­хо­дят­ся в теп­ло­вом рав­но­ве­сии вода и лед. После опус­ка­ния в ка­ло­ри­метр болта, име­ю­ще­го массу 165 г и тем­пе­ра­ту­ру –40 °С, 20% воды пре­вра­ти­лось в лед. Удель­ная теп­ло­ем­кость ма­те­ри­а­ла болта равна 500 Дж/(кг · К). Какая масса воды пер­во­на­чаль­но на­хо­ди­лась в ка­ло­ри­мет­ре? Теп­ло­ем­ко­стью ка­ло­ри­мет­ра пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Так как вода и лед на­хо­дят­ся в теп­ло­вом рав­но­ве­сии, то и до опус­ка­ния болта, и после его на­гре­ва­ния тем­пе­ра­ту­ра в со­су­де t0  =  0 °С. Со­глас­но урав­не­нию теп­ло­во­го ба­лан­са ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при за­мер­за­нии воды, было за­тра­че­но на на­гре­ва­ние болта: 0,2m умно­жить на r = cm_1 левая круг­лая скоб­ка t_0 минус t пра­вая круг­лая скоб­ка , где m  — масса воды в со­су­де, m1  — масса болта, с  — удель­ная теп­ло­ем­кость болта, r  — удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния льда, t  — на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра болта. По­лу­чим:

m= дробь: чис­ли­тель: cm_1 левая круг­лая скоб­ка t_0 минус t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 0,2r конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 500 умно­жить на 0,165 умно­жить на 40, зна­ме­на­тель: 0,2 умно­жить на 3,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 конец дроби =0,05 кг.

Ответ: m  =  0,05 кг.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:

I) за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом: (в дан­ном слу­чае: усло­вие теп­ло­во­го рав­но­ве­сия воды и льда, фор­му­лы для рас­че­та ко­ли­че­ства теп­ло­ты при на­гре­ва­нии и кри­стал­ли­за­ции, урав­не­ние теп­ло­во­го ба­лан­са);

II) опи­са­ны все вновь вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи, и стан­дарт­ных обо­зна­че­ний ве­ли­чин, ис­поль­зу­е­мых при на­пи­са­нии фи­зи­че­ских за­ко­нов);

III) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);

IV) пред­став­лен пра­виль­ный

2
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии,

фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны пре­об­ра­зо­ва­ния, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи. Но име­ют­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков. За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном

объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние, ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния и не за­черк­ну­ты.

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) в ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях/вы­чис­ле­ни­ях про­пу­ще­ны ло­ги­че­ски важ­ные шаги.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1 или 2 балла.0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: Де­мон­стра­ци­он­ная вер­сия ЕГЭ—2021 по фи­зи­ке
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.11 Урав­не­ние теп­ло­во­го ба­лан­са