ВсОШ 2019, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 12. Теоретический тур. 11 класс. Задача 2. Вещества X и Y

LIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап

Условие

В двух одинаковых сосудах с поршнем при одинаковых давлении $p_A$ и температуре $T_A$ находятся одинаковые смеси равных масс $m$ жидкой и твердой фаз вещества X. При этом плотность твердой фазы на 20% больше плотности жидкой фазы $\rho_{\mathrm{X}}$. Не изменяя внешнего давления, к первому сосуду медленно подводят известное количество теплоты $Q_1$. В этом процессе масса твердой фазы уменьшается вдвое. Затем, обеспечив надежную теплоизоляцию сосуда, немного увеличивают внешнее давление. Обозначим это состояние «В».

Внешние воздействия на второй сосуд проводят в обратном порядке: сначала увеличивают давление, а затем, поддерживая его постоянным, подводят необходимое для перевода в то же состояние $B$ количество теплоты $Q_2$.

1. Какое количество теплоты больше, $Q_1$ или $Q_2$?

2. Определите давление $p_B$ в состоянии $B$.

3. Определите температуру $T_B$ в состоянии $B$.

Этот же эксперимент с двумя сосудами был проведен со смесями равных масс $m$ жидкой и твердой фаз другого вещества Y, у которого в начальном состоянии $C$ плотность твердой фазы на 20% меньше плотности жидкой фазы $\rho_{\mathrm{Y}}$. Оказалось, что для изобарического плавления половины твердой фазы Y при переходе из состояния $(p_C,T_C)$ потребовалось подвести количество теплоты $Q_3$, а для перехода в конечное состояние $D$ во втором сосуде — количество $Q_4$.

4. Какое количество теплоты больше, $Q_3$ или $Q_4$?

5. Определите давление $p_D$ в состоянии $D$.

6. Определите температуру $T_D$ в состоянии $D$.

Отговори

Решение

Оригинал в Архива: Ru19.pdf