Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 795
2016-09-04 
В сосуде под невесомым поршнем находится вода. Как изменяется с температурой теплоёмкость этой системы в температурном интервале $-30^{ \circ}C \leq t \leq 150^{ \circ}$? Атмосферное давление считать нормальным. Изобразите эту зависимость на графике.
Решение:
По определению, теплоёмкость
$C = \frac{ \delta Q}{ dt}$,
где $\delta Q$ - количество теплоты, которое получает система при изменении её температуры на $dt$.
Вода в интервале температур $-30^{ \circ}C \leq t \leq 0^{ \circ}C$ находится в твёрдом состоянии (лёд). Здесь
$\delta Q = c_{i} mdt + c_{0}dt$,
где $c_{i}$ - удельная теплоёмкость льда, $m$ - масса воды (льда) в сосуде, $c_{0}$ - теплоёмкость сосуда. Так что при $- 30^{ \circ}C \leq t \leq 0^{ \circ} C$
$C = c_{i}m + c_{0}$. (1)
Плавление происходит при постоянной температуре ($dt = 0$), но требует сообщения некоторого количества теплоты. Таким образом, при $t = 0^{ \circ}C$ теплоёмкость $C$ бесконечно велика.
В интервале $0^{ \circ}C \leq t \leq 100^{ \circ}C$ нагревается жидкая вода. Аналогично (1), получим
$C = c_{ \omega} m + c_{0}$, (2)
где $c_{ \omega}$-— удельная теплоёмкость воды.
При $t = 100^{ \circ}C$ вода кипит, поскольку давление под поршнем равно нормальному атмосферному давлению. Как и при других агрегатных превращениях, теплоёмкость $C$ при температуре кипения бесконечно велика.
Последующее нагревание водяного пара даёт, аналогично (1),
$C = c_{v}m + c_{0}$, (3)
где $c_{v}$ - теплоёмкость пара. Заметим, что $c_{v} < c_{i} < c_{ \omega}$.
Описанные здесь температурные изменения теплоёмкости системы качественно отражает график, изображённый на рисунке.
В сосуде под невесомым поршнем находится вода. Как изменяется с температурой теплоёмкость этой системы в температурном интервале $-30^{ \circ}C \leq t \leq 150^{ \circ}$? Атмосферное давление считать нормальным. Изобразите эту зависимость на графике.
Решение:
По определению, теплоёмкость
$C = \frac{ \delta Q}{ dt}$,
где $\delta Q$ - количество теплоты, которое получает система при изменении её температуры на $dt$.
Вода в интервале температур $-30^{ \circ}C \leq t \leq 0^{ \circ}C$ находится в твёрдом состоянии (лёд). Здесь
$\delta Q = c_{i} mdt + c_{0}dt$,
где $c_{i}$ - удельная теплоёмкость льда, $m$ - масса воды (льда) в сосуде, $c_{0}$ - теплоёмкость сосуда. Так что при $- 30^{ \circ}C \leq t \leq 0^{ \circ} C$
$C = c_{i}m + c_{0}$. (1)
Плавление происходит при постоянной температуре ($dt = 0$), но требует сообщения некоторого количества теплоты. Таким образом, при $t = 0^{ \circ}C$ теплоёмкость $C$ бесконечно велика.
В интервале $0^{ \circ}C \leq t \leq 100^{ \circ}C$ нагревается жидкая вода. Аналогично (1), получим
$C = c_{ \omega} m + c_{0}$, (2)
где $c_{ \omega}$-— удельная теплоёмкость воды.
При $t = 100^{ \circ}C$ вода кипит, поскольку давление под поршнем равно нормальному атмосферному давлению. Как и при других агрегатных превращениях, теплоёмкость $C$ при температуре кипения бесконечно велика.
Последующее нагревание водяного пара даёт, аналогично (1),
$C = c_{v}m + c_{0}$, (3)
где $c_{v}$ - теплоёмкость пара. Заметим, что $c_{v} < c_{i} < c_{ \omega}$.
Описанные здесь температурные изменения теплоёмкости системы качественно отражает график, изображённый на рисунке.
