РЕШУ ЕГЭ — физика

Задания

Вещество (сталь) массой 10 кг охлаждают от температуры 1550 °С до температуры 1510 °С. На рисунке изображен график зависимости удельной теплоемкости c этого вещества от температуры t. Скачкообразное уменьшение удельной теплоемкости вещества происходит при его кристаллизации. Удельная теплота плавления стали равна $\lambda=272кДж/кг.$

Опираясь на законы физики, изобразите схематически график зависимости модуля количества теплоты $\Delta Q,$ отданного при охлаждении веществом, от его температуры. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. На осях координат укажите значения физических величин в «особых» точках графика (максимумы, минимумы, точки излома графика), если они есть.

Решение. 1.  Сначала (при температуре большей t₀  =  1530 °С) вещество массой m  =  10 кг находится в жидком состоянии. Как следует из графика, удельная теплоемкость жидкой стали равна $c_ж=840 Дж/ левая круглая скобка кг умножить на \! градусовС правая круглая скобка .$ В момент начала нагревания $\Delta Q=0.$

2.  В процессе охлаждения жидкой стали от начальной температуры t₁  =  1550 °С до некоторой температуры t $левая круглая скобка t_1 меньше t меньше t_0 правая круглая скобка$ она отдает количество теплоты, равное по модулю $\Delta Q_1=с_жm левая круглая скобка t минус t_1 правая круглая скобка =8,4 умножить на левая круглая скобка 1550 минус t правая круглая скобка кДж.$ График зависимости $\Delta Q_1 левая круглая скобка t правая круглая скобка$   — участок прямой линии с угловым коэффициентом $4,2кДж/ градусовС.$ При нагревании до температуры t₀ вещество получит количество теплоты −8,4 кДж/⁠°С. При охлаждении до температуры t₀ вещество отдаст количество теплоты 168 кДж.

3.  Когда температура вещества станет равной t₀, жидкая сталь начнет кристаллизоваться, то есть переходить в твердое состояние. В процессе кристаллизации сталь отдаст количество теплоты, равное по модулю $\Delta Q_2=\lambda m=2720кДж.$ Температура вещества в процессе плавления изменяться не будет. Соответствующий участок графика  — вертикальный участок прямой линии при t  =  t₀. К моменту окончания кристаллизации вещество отдаст суммарное количество теплоты 2888 кДж.

4.  Как следует из графика, удельная теплоемкость твердой стали равна $c_т=460 Дж/ левая круглая скобка кг умножить на \! градусовС правая круглая скобка .$ В процессе дальнейшего охлаждения вещества от температуры t₀ до некоторой температуры t $левая круглая скобка t_2 меньше t меньше t_0,$ где t₂  =  1510 °C) отдает количество теплоты, равное по модулю $\Delta Q=c_тm левая круглая скобка t_0 минус t правая круглая скобка =4,6 умножить на левая круглая скобка 1530 минус t правая круглая скобка кДж.$ График зависимости $\Delta Q_3 левая круглая скобка t правая круглая скобка$   — участок прямой линии с угловым коэффициентом −4,6 кДж/⁠°С. При охлаждении до 1510 °С твердая сталь отдаст количество теплоты 92 кДж. В итоге вещество отдаст общее количество теплоты 2980 кДж.

5.  График зависимости модуля количества теплоты $\Delta Q,$ отданного веществом при охлаждении, от температуры t схематически (без соблюдения масштабов по обеим осям) изображен на рисунке.

Критерии проверки:

Критерии оценивания ответа на задание С1	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: правильно изображен график зависимости модуля количества теплоты, отданного веществом при охлаждении, от температуры) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: нагревание вещества с постоянной удельной теплоемкостью, плавление, выражения для соответствующих количеств теплоты, неизменность температуры вещества при его плавлении).	3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.	2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи.	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.	0
Максимальное количество баллов	3

Ключ