3. Показать график всех тепловых процессов, которые происходят с ртутью при её нагревании от -50 °C до 400 °С, а затем

Magicheskiy_Zamok

41

Для решения данной задачи построим график всех тепловых процессов, которые происходят с ртутью при её нагревании от -50 °C до 400 °C, а затем охлаждении до комнатной температуры 20 °C.

Перед тем, как начать строить график, необходимо разбить весь процесс на несколько участков в зависимости от изменения температуры и физического состояния ртути.

Участок 1: Нагревание ртути от -50 °C до -38,9 °C.
На данном участке ртуть находится в твердом состоянии и происходит нагревание на протяжении данного диапазона температур. Обозначим данный участок графика буквой А.

Участок 2: Плавление ртути при температуре -38,9 °C.
При достижении температуры -38,9 °C ртуть начинает плавиться и превращается в жидкое состояние. Обозначим данный участок графика буквой B.

Участок 3: Нагревание ртути от -38,9 °C до 357 °C.
На данном участке ртуть находится в жидком состоянии и происходит её нагревание до температуры 357 °C. Обозначим данный участок графика буквой C.

Участок 4: Испарение ртути при температуре 357 °C.
При достижении температуры 357 °C ртуть начинает испаряться и превращается в газообразное состояние. Обозначим данный участок графика буквой D.

Участок 5: Нагревание газообразной ртути от 357 °C до 400 °C.
На данном участке ртуть находится в газообразном состоянии и продолжает нагреваться до температуры 400 °C. Обозначим данный участок графика буквой E.

Участок 6: Охлаждение ртути от 400 °C до 20 °C.
На данном участке происходит охлаждение ртути до комнатной температуры 20 °C. Обозначим данный участок графика буквой F.

Теперь рассмотрим количество теплоты, полученное 0,5 кг ртути на каждом участке.

Участок 1: В данном случае твердая ртуть нагревается, и для определения количества теплоты необходимо использовать уравнение состояния вещества \(q = mc\Delta T\), где \(q\) - количество теплоты, \(m\) - масса ртути, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Участок 2: Во время плавления ртути необходимо учесть скрытую теплоту плавления. Количество теплоты можно определить по формуле \(q = mL\), где \(m\) - масса ртути, \(L\) - удельная теплота плавления ртути.

Участок 3: В данном участке ртуть находится в жидком состоянии, и для определения количества теплоты также используем уравнение состояния \(q = mc\Delta T\).

Участок 4: Во время испарения ртути необходимо учесть скрытую теплоту парообразования. Количество теплоты можно определить по формуле \(q = mL\), где \(m\) - масса ртути, \(L\) - удельная теплота парообразования ртути.

Участок 5: В данном участке ртуть находится в газообразном состоянии, и для определения количества теплоты также используем уравнение состояния \(q = mc\Delta T\).

Участок 6: При охлаждении ртути можно также использовать уравнение состояния для определения количества теплоты \(q = mc\Delta T\).

Таким образом, чтобы определить количество теплоты на каждом участке, необходимо знать массу ртути и значения удельных теплоемкостей, удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования ртути. К сожалению, эти значения не указаны в задаче, поэтому невозможно точно определить количество теплоты на каждом участке. Однако, с использованием соответствующих данных, можно рассчитать количество теплоты на каждом из участков графика.

Надеюсь, данное объяснение поможет вам понять процесс изменения температуры и количество теплоты, получаемое 0,5 кг ртути на каждом участке.