Фазовые переходы, уравнение теплового баланса
Фазовый переход — это переход вещества из одного агрегатного состояния в другое, который идёт при постоянной температуре, но с обменом энергией: лёд при 0 °C тает, а термометр всё это время показывает 0 °C. На ЕГЭ тема нужна в задании 8 (1 балл, расчёт количества теплоты), а также в заданиях 9, 10, 18, 23 и 24.
Формулы темы в одной таблице
| Формула | Что обозначают буквы | Единицы и смысл |
|---|---|---|
| Q = cmΔT | c — удельная теплоёмкость, m — масса, ΔT — изменение температуры | c в Дж/(кг·К); нагрев или охлаждение без смены фазы, ΔT одинакова в °C и в К |
| Q = λm | λ — удельная теплота плавления | Дж/кг; плавление и кристаллизация, ΔT в формуле нет |
| Q = Lm | L — удельная теплота парообразования | Дж/кг; парообразование и конденсация |
| ΣQполуч = ΣQотд | Модули теплоты, полученной и отданной телами | Теплоизолированная система; калориметр вписывают, если дана его теплоёмкость |
| A = cвmв(Tв − Tпл) | Сколько теплоты вода отдаст, остывая до температуры плавления | Первый бюджет проверки перед балансом |
| B = cлmл(Tпл − Tл) + λmл | Сколько нужно, чтобы нагреть лёд до плавления и растопить целиком | A ≥ B — растаял весь лёд; если хватило только на нагрев, ответ 0 °C и m = (A − B₁)/λ |
Быстрые ответы
Что такое фазовый переход?
Фазовый переход — переход вещества из одного агрегатного состояния в другое: твёрдое, жидкое, газообразное. Он идёт при постоянной температуре, но с обменом энергией: лёд при 0 °C тает, и всё это время термометр показывает 0 °C.
Что такое уравнение теплового баланса?
В теплоизолированной системе сумма полученной теплоты равна сумме отданной: ΣQ_получ = ΣQ_отд. Каждое слагаемое — один участок: нагрев, охлаждение или один фазовый переход.
Как решать задачи на уравнение теплового баланса?
Шаги такие:
- нарисуй маршрут каждого тела
- определи, кто отдаёт, а кто получает
- если возможен фазовый переход — проверь гипотезу
- запиши баланс для выжившего сценария
- реши в буквах, числа подставь в конечную формулу.
Остальные шаги — в разделе темы выше.
Какие ошибки чаще всего допускают в теме «Фазовые переходы, уравнение теплового баланса»?
Считают, что раз температура не меняется, то и теплота не нужна. Самая частая мысль в теме — и самая дорогая. При плавлении Q = λ m, и это огромное число: растопить килограмм льда стоит столько же, сколько нагреть килограмм воды почти на 79 градусов. Постоянная температура означает не «энергия не тратится», а «энергия уходит не на нагрев».
Три формулы, которые проще всего перепутать, и одно уравнение, которое связывает их вместе. Здесь ты научишься считать теплоту на нагрев и на плавление, поймёшь, почему при кипении температура стоит на месте, и разберёшься с калориметром. Главный навык темы — проверить, весь ли лёд успеет растаять, до того как писать баланс.
Что такое фазовый переход и почему температура при нём стоит?
Фазовый переход — это смена агрегатного состояния: твёрдое ↔ жидкое ↔ газообразное. У каждого перехода есть своё имя и свой обратный близнец. Твёрдое в жидкое — плавление, обратно — кристаллизация (её же называют отвердеванием). Жидкое в газообразное — парообразование, обратно — конденсация.
Главный факт темы выглядит противоречиво, и именно поэтому его спрашивают. Пока идёт фазовый переход, температура вещества не меняется — хотя нагреватель работает и теплота продолжает поступать. Лёд при 0 °C тает, и всё это время термометр показывает 0 °C. Вода кипит, ты прибавляешь газ — она кипит быстрее, но остаётся при 100 °C.
Разгадка в том, куда уходит энергия. Температура связана со средней кинетической энергией молекул: чем быстрее они снуют, тем она выше. Но у молекул есть и потенциальная энергия — энергия их притяжения друг к другу. Чтобы вырвать молекулу из кристаллической решётки льда или оторвать её от поверхности жидкости, нужно поработать против этого притяжения.
Вот куда и уходит вся подводимая теплота на время перехода: на разрыв связей, то есть на рост потенциальной энергии. Кинетическая при этом не растёт — значит, и температура стоит.
Кинетическая и потенциальная энергии всех молекул вместе составляют внутреннюю энергию вещества. Отсюда сразу два следствия, каждое из которых стоит балла. Первое: внутренняя энергия во время перехода меняется, хотя температура постоянна. При плавлении и парообразовании она растёт, при кристаллизации и конденсации — падает. Второе: правило «внутренняя энергия зависит только от температуры» сюда не переносится. Оно про идеальный газ — модель, в которой молекулы друг к другу не притягиваются, а значит, нет и той потенциальной энергии, что меняется при фазовом переходе. Здесь же меняется именно она.
Температуры перехода не универсальны, а зависят от вещества и от внешнего давления. Лёд плавится при 0 °C, а вода кипит при 100 °C только при нормальном атмосферном давлении: понизь давление — и вода закипит холоднее. Плавление и кристаллизация одного вещества идут при одной и той же температуре, просто в разные стороны.
Проверь себя за 10 секунд
Открытую кастрюлю с водой довели до кипения и продолжают греть на той же мощности. Почему температура воды больше не растёт?
Это формат задания 21. Температура отражает среднюю кинетическую энергию молекул. При кипении подводимая теплота уходит на работу против притяжения молекул — растёт потенциальная энергия взаимодействия, а кинетическая стоит. Количественно это и есть Q = Lm. Плита теплоту передавать не перестаёт, а компенсация потерь тут ни при чём: вода держала бы температуру кипения и в теплоизолированном сосуде.
По каким формулам считать теплоту нагрева, плавления и кипения?
Вся арифметика темы — это три формулы. Ошибки начинаются там, где их путают местами, поэтому запоминай не сами формулы, а вопрос, на который каждая отвечает.
Температура едет, фаза не меняется. Нагрев или охлаждение внутри одного состояния:
Здесь c — удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К): сколько теплоты нужно, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 градус.
Фаза меняется, температура стоит. Плавление при температуре плавления:
Парообразование при температуре кипения:
λ — удельная теплота плавления, L — удельная теплота парообразования, обе в Дж/кг. Обрати внимание на то, чего в этих двух формулах нет: в них нет ΔT. И не может быть — температура во время перехода не меняется, вычитать нечего. Запись вида Q = λmΔT не существует.
Все табличные значения выдают в КИМ вместе со справочными материалами, учить их наизусть не нужно. Для воды и льда там стоят такие: cводы = 4,2 · 10³ Дж/(кг·К), cльда = 2,1 · 10³ Дж/(кг·К), λ = 3,3 · 10⁵ Дж/кг, L = 2,3 · 10⁶ Дж/кг.
Сразу отметь ловушку: у воды и льда разная теплоёмкость, 4,2·10³ против 2,1·10³. Это одно вещество, но в разных фазах, и подставлять надо ту, которая соответствует участку. И λ — величина вещества, а не константа: у свинца, например, λ = 2,5 · 10⁴ Дж/кг, в тринадцать с лишним раз меньше, чем у льда.
Полезная мелочь про ΔT: в формуле Q = cmΔT стоит разность температур, а она одинакова в градусах Цельсия и в кельвинах — шкалы сдвинуты друг относительно друга на постоянные 273, и при вычитании сдвиг сокращается. Нагрев на 20 °C и нагрев на 20 К — это одно и то же. А вот там, где температура входит не разностью, а сама по себе — например, в уравнении состояния идеального газа из темы про газовые законы, — кельвины обязательны.
Обратные переходы: та же формула, другой знак
Каждый переход обратим, и вот что важно: обратный процесс возвращает ровно столько же теплоты, сколько прямой забрал. Никаких отдельных «удельной теплоты кристаллизации» или «удельной теплоты конденсации» в задачах не вводят — работают те же λ и L, просто теплота меняет направление.
Чтобы расплавить 1 кг льда при 0 °C, надо подвести 3,3·10⁵ Дж. Чтобы заморозить 1 кг воды при 0 °C, надо отвести те же 3,3·10⁵ Дж. То же с паром: испарить килограмм кипящей воды — забрать 2,3·10⁶ Дж, сконденсировать килограмм пара обратно — вернуть эти же 2,3·10⁶ Дж окружению.
Это прямой якорь для задания 18, где любят утверждения такого вида: «при конденсации пара внутренняя энергия вещества уменьшается». Оно верное: молекулы снова связываются, потенциальная энергия их взаимодействия падает, а разница уходит наружу в виде теплоты. Кристаллизация и конденсация — процессы, при которых вещество отдаёт энергию, а не получает.
Насколько эти числа большие, стоит почувствовать заранее — на них строят задачи. Раздели λ на cводы: 3,3 · 10⁵ / (4,2 · 10³) ≈ 79. Значит, растопить килограмм льда, уже лежащего при 0 °C, стоит столько же теплоты, сколько нагреть килограмм воды почти на 79 градусов — то есть больше чем на три четверти пути от таяния до кипения. Лёд «съедает» энергию, ничем не выдавая этого на термометре.
С паром разрыв ещё резче. L примерно в 7 раз больше λ, а если сравнить с нагревом: испарить килограмм воды при 100 °C требует 2,3 · 10⁶ / (4,2 · 10⁵) ≈ 5,5 раза больше теплоты, чем нагреть этот килограмм от 0 до 100 °C. Обратная сторона того же числа: пар при 100 °C обжигает сильнее, чем вода при 100 °C, — конденсируясь на коже, он сначала отдаёт свои 2,3·10⁶ Дж на килограмм и только потом начинает остывать.
Ещё одно разграничение, чтобы не спутать слова. Испарение идёт с поверхности жидкости при любой температуре. Кипение — во всём объёме сразу и только при температуре кипения. Теплота в обоих случаях считается через Q = Lm. А вот насыщенный пар, влажность и точка росы — это уже соседняя тема кодификатора, здесь они не нужны.
Что такое уравнение теплового баланса?
Теперь соберём всё вместе. Возьмём теплоизолированную систему — сосуд, который не обменивается теплотой с комнатой. В задачах его называют калориметром, а условие звучит как «в теплоизолированном сосуде» или «потерями теплоты пренебречь». Тела внутри приходят к общей температуре: горячие остывают, холодные греются. Энергии деться некуда, поэтому сколько одни отдали, столько другие и получили:
В такой записи обе части — положительные числа, модули теплоты. Ты сам решаешь, кто в каком списке, и вычитаешь температуры так, чтобы каждое слагаемое вышло положительным: для остывающего тела Tнач − T, для нагревающегося T − Tнач. Это надёжнее, чем алгебраическая форма ΣQᵢ = 0, где знаки надо не потерять самому.
Каждое слагаемое в обеих суммах — это один участок: либо нагрев, либо охлаждение, либо один фазовый переход. Одно тело легко даёт три слагаемых. Лёд при −10 °C, который в итоге стал водой при +20 °C, прошёл три этапа и получил теплоту трижды: нагрелся до 0 (cльдаmΔT), расплавился (λm), нагрелся до 20 (cводыmΔT). Три формулы, три разных коэффициента, одна масса.
Сам сосуд тоже участвует в обмене. Если в условии дали его массу и теплоёмкость — калориметр надо вписать в баланс наравне с содержимым: он греется или остывает вместе со всеми. Если сказано «теплоёмкостью сосуда пренебречь» — не вписывай. Условие тут всегда говорит прямо, догадываться не нужно.
И держи в голове контроль, который ничего не стоит: масса вещества никуда не девается. Сколько граммов льда и воды было, столько льда и воды и осталось — просто, возможно, в другой пропорции. Сумма масс в ответе обязана совпасть с суммой масс в условии.
Главный навык: сначала проверь, потом считай
А вот место, где эта тема перестаёт быть арифметикой. Пока фазовых переходов нет, всё честно: написал баланс с неизвестной T, решил уравнение, получил ответ. Как только в сосуде появляется лёд, так делать нельзя.
Причина в том, что уравнение зависит от сценария, а сценарий ты заранее не знаешь. Весь лёд растает — тогда неизвестная T есть, и она выше нуля. Растает только часть — тогда никакой неизвестной нет вовсе: ответ известен заранее, это ровно 0 °C, а искать надо не температуру, а массу растаявшего льда. Это два разных уравнения, и записать надо то, которое соответствует реальности.
Проверка делается сравнением двух энергетических бюджетов. Считаем, сколько тёплая часть способна отдать максимум — то есть остывая до температуры плавления:
И считаем, сколько нужно, чтобы довести лёд до температуры плавления и растопить его целиком:
Дальше три исхода, и они покрывают всё:
Если A≥B — энергии хватает с запасом, весь лёд растаял. Финальная температура выше 0 °C, пиши обычный баланс с неизвестной T.
Если A < B, но A больше B₁ (то есть на нагрев льда до нуля энергии хватило, а на всё плавление — нет) — лёд растаял частично. Ответ: 0 °C, а масса растаявшего льда находится из остатка энергии, m = (A - B₁)/λ.
Если A меньше даже B₁ — воды не хватило, чтобы догреть лёд до нуля. Тогда остывает уже сама вода до нуля и начинает кристаллизоваться, отдавая свои λm, а финальная температура окажется не выше 0 °C. Этот случай встречается реже, но логика та же — считай бюджеты.
Есть и страховка на случай, если проверку всё-таки забыл. Бессмысленный ответ — это сигнал, а не повод его записать. Решил уравнение в предположении «весь лёд растаял» и получил отрицательную температуру? Но ты же сам только что считал всё содержимое жидкой водой — вода при −2 °C противоречит твоему же предположению. Гипотеза не прошла, возвращайся к бюджетам.
Справочные значения темы
| Величина | Значение | Что важно |
|---|---|---|
| Удельная теплоёмкость воды | 4,2·10³ Дж/(кг·К) | У льда она вдвое меньше — подставляй ту, что соответствует участку |
| Удельная теплоёмкость льда | 2,1·10³ Дж/(кг·К) | Одно вещество, но другая фаза |
| Удельная теплота плавления льда | 3,3·10⁵ Дж/кг | Растопить лёд при 0 °C — как нагреть столько же воды почти на 79 градусов |
| Удельная теплота плавления свинца | 2,5·10⁴ Дж/кг | В тринадцать с лишним раз меньше, чем у льда: λ — свойство вещества |
| Удельная теплота парообразования воды | 2,3·10⁶ Дж/кг | Примерно в 7 раз больше λ льда |
Разбор: лёд в калориметре
Как решать задачи на уравнение теплового баланса?
- 1Нарисуй маршрут каждого тела. От начальной температуры до конечной, с отметкой всех точек перехода (0 °C, 100 °C). Каждый отрезок маршрута — отдельное слагаемое: либо cmΔT, либо λm, либо Lm.
- 2Определи, кто отдаёт, а кто получает. Горячее остывает и отдаёт, холодное греется и получает. Кристаллизация и конденсация — в список «отдаёт». Плавление и парообразование — в список «получает».
- 3Если возможен фазовый переход — проверь гипотезу. Сравни бюджеты: сколько тёплая часть отдаст максимум и сколько нужно на полный переход. Пока сценарий не выбран, писать уравнение рано.
- 4Запиши баланс для выжившего сценария. ΣQполуч = ΣQотд, все слагаемые положительные. Не забудь калориметр, если его теплоёмкость дали в условии.
- 5Реши в буквах, числа подставь в конечную формулу. В части 2 это прямое требование критериев: расчёты сразу с числами, без преобразований, стоят балла.
- 6Проверь ответ на физический смысл. Температура обязана лежать между начальными, массы — быть неотрицательными, а их сумма — совпадать с суммой в условии. Единицы измерения в ответе обязательны.
Проверь себя
Пять вопросов ровно по тем местам, где на этой теме теряют балл. Отвечай, не подглядывая в текст выше.
1.Открытую кастрюлю с водой довели до кипения и продолжают греть на той же мощности. Почему температура воды больше не растёт?
Это формат задания 21. Температура отражает среднюю кинетическую энергию молекул. При кипении подводимая теплота уходит на работу против притяжения молекул — растёт потенциальная энергия взаимодействия, а кинетическая стоит. Количественно это и есть Q = Lm. Плита теплоту передавать не перестаёт, а компенсация потерь тут ни при чём: вода держала бы температуру кипения и в теплоизолированном сосуде.
2.Сколько теплоты нужно, чтобы расплавить 2 кг льда, уже нагретого до 0 °C? Удельная теплота плавления льда λ = 3,3·10⁵ Дж/кг.
Q = λm = 3,3·10⁵ · 2 = 6,6·10⁵ Дж = 660 кДж. Вариант «330 кДж» — это λ для одного килограмма, забыли умножить на массу. Два последних варианта — та самая главная ловушка темы: постоянная температура не означает, что теплота не нужна, и никакой ΔT в формуле фазового перехода нет.
3.В калориметр со 100 г воды при 20 °C бросили 100 г льда при 0 °C. Какая температура установится? Считай c_воды = 4,2·10³ Дж/(кг·К), λ = 3,3·10⁵ Дж/кг.
Считаем бюджеты. Вода, остыв до 0 °C, отдаст максимум A = 4,2·10³ · 0,1 · 20 = 8400 Дж. На плавление всех 100 г льда нужно B = 3,3·10⁵ · 0,1 = 33 000 Дж. A намного меньше B — значит, весь лёд растаять не может, и установится ровно 0 °C. Растает лишь m = 8400 / 3,3·10⁵ ≈ 0,025 кг, то есть около 25 г. Ответ «10 °C» получается, если усреднить температуры, забыв, что плавление вообще требует энергии.
4.Водяной пар при 100 °C конденсируется в воду при 100 °C. Что происходит с энергией?
Конденсация — обратный процесс к парообразованию, поэтому возвращает ровно ту же теплоту Lm, которую парообразование забрало. Молекулы снова связываются, потенциальная энергия их взаимодействия падает, и разница уходит наружу: внутренняя энергия вещества уменьшается. Формула cmΔT здесь не работает вовсе — температура постоянна, ΔT = 0. Это же объясняет, почему пар при 100 °C обжигает сильнее воды при 100 °C.
5.Лёд при 0 °C медленно плавится, получая теплоту от нагревателя. Как ведут себя температура вещества и его внутренняя энергия?
Это связка «величина → растёт / падает / не меняется», в таком виде её и спрашивают. Температура при плавлении постоянна, а подведённая теплота увеличивает потенциальную энергию взаимодействия молекул — значит, внутренняя энергия растёт. Вариант 2 выглядит логично, если тащить сюда правило «внутренняя энергия зависит только от температуры». Но оно про идеальный газ, у которого потенциальной энергией пренебрегают, а при фазовом переходе меняется именно она.
Какие ошибки делают в задачах на фазовые переходы?
Считают, что раз температура не меняется, то и теплота не нужна. Самая частая мысль в теме — и самая дорогая. При плавлении Q = λm, и это огромное число: растопить килограмм льда стоит столько же, сколько нагреть килограмм воды почти на 79 градусов. Постоянная температура означает не «энергия не тратится», а «энергия уходит не на нагрев».
Пишут Q = λmΔT. Такой формулы нет. В формулах фазового перехода ΔT отсутствует по смыслу: температура во время перехода постоянна, вычитать нечего. ΔT живёт только в Q = cmΔT.
Не проверяют сценарий и сразу пишут баланс с неизвестной T. Пока в сосуде лёд, неизвестно, весь ли он растает, а от этого зависит само уравнение. Признак того, что гипотеза не прошла: ответ выходит за пределы здравого смысла — вода при отрицательной температуре или лёд, спокойно лежащий при +25 °C. Сначала бюджеты, потом уравнение.
Подставляют cводы вместо cльда. У воды 4,2·10³, у льда 2,1·10³ Дж/(кг·К) — ровно вдвое меньше. Вещество одно, фазы разные: на участке «лёд от −20 до 0» работает теплоёмкость льда, на участке «вода от 0 до 20» — теплоёмкость воды. Заодно не путай λ (плавление, 3,3·10⁵) и L (парообразование, 2,3·10⁶): они различаются в семь раз.
Ставят кристаллизацию и конденсацию в список «получил». Обратные переходы теплоту отдают: замерзающая вода греет окружение, конденсирующийся пар — тоже. Знак здесь переворачивает весь баланс, а ошибку легко не заметить: уравнение решается, ответ просто получается неверным.
Забывают сам калориметр. Если в условии дали массу сосуда и его теплоёмкость — значит, сосуд участвует в теплообмене и обязан войти в баланс отдельным слагаемым. Формулировка «теплоёмкостью сосуда пренебречь» — это разрешение его не учитывать, и появляется она в условии не просто так.
Запомни для ЕГЭ
На экзамене
- Задание 8 стоит 1 балл — это один-два шага. Либо чистое Q = λm, либо маршрут «нагрел — расплавил — нагрел», где надо аккуратно сложить три слагаемых. Больше 4 минут оно не стоит.
- Не вспоминай табличные значения по памяти. λ, L и все теплоёмкости лежат в справочных материалах, вложенных в КИМ. Открыть таблицу быстрее и надёжнее, чем вытаскивать число из головы.
- Задание 21 — качественная задача на 3 балла, и кипение с конденсацией живут именно там. Начинай ответ со строчки «Используемые законы и модели» и назови их явно: понятие фазового перехода, удельная теплота парообразования, связь температуры со средней кинетической энергией молекул. Балл снимают не за незнание, а за неназванный закон. Механики в задании 21 с 2026 года нет — не тяни туда механические примеры.
- Задание 24 — 3 балла и высокий уровень, и калориметр с фазовым переходом — его классический сюжет. Проверка сценария там не «дополнительная аккуратность», а собственно решение: без неё уравнение просто не то.
- Единицы измерения в ответе — прямой критерий части 2, а не косметика. Верное число без «Дж» или «кг» стоит балла. Лишние черновые записи, если их не зачеркнуть, — тоже.
- Потратив 15 секунд на проверку смысла, ты ловишь почти любую ошибку темы: температура обязана лежать между начальными, масса растаявшего льда — не превышать исходную, а сумма масс — сойтись с условием.
Словарь темы
- Фазовый переход
- Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое: твёрдое, жидкое, газообразное. Идёт при постоянной температуре, но с обменом энергией.
- Плавление
- Переход из твёрдого состояния в жидкое при температуре плавления. Требует подвода теплоты Q = λm.
- Кристаллизация
- Обратный плавлению переход из жидкого состояния в твёрдое при той же температуре. Выделяет теплоту λm — ровно столько же, сколько плавление забирает.
- Парообразование
- Переход из жидкого состояния в газообразное. Требует подвода теплоты Q = Lm. Бывает двух видов: испарение — с поверхности при любой температуре, кипение — во всём объёме и только при температуре кипения.
- Конденсация
- Обратный парообразованию переход из газообразного состояния в жидкое. Выделяет теплоту Lm; внутренняя энергия вещества при этом уменьшается.
- Внутренняя энергия
- Сумма кинетической и потенциальной энергий всех молекул вещества. При фазовом переходе меняется её потенциальная часть, поэтому внутренняя энергия растёт (плавление, парообразование) или падает (кристаллизация, конденсация) даже при постоянной температуре.
- Удельная теплоёмкость c
- Сколько теплоты нужно, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 градус, Дж/(кг·К). У воды и льда она разная: 4,2·10³ и 2,1·10³. Значения даны в справочных материалах КИМ.
- Удельная теплота плавления λ
- Сколько теплоты нужно, чтобы расплавить 1 кг вещества, уже нагретого до температуры плавления, Дж/кг. У льда 3,3·10⁵, у свинца 2,5·10⁴ — это характеристика вещества, а не константа.
- Удельная теплота парообразования L
- Сколько теплоты нужно, чтобы превратить в пар 1 кг жидкости при температуре кипения, Дж/кг. У воды 2,3·10⁶ — примерно в 7 раз больше, чем λ льда.
- Уравнение теплового баланса
- В теплоизолированной системе сумма полученной теплоты равна сумме отданной: ΣQ_получ = ΣQ_отд. Каждое слагаемое — один участок: нагрев, охлаждение или один фазовый переход.
- Калориметр
- Теплоизолированный сосуд для опытов по теплообмену. Если в условии дана его масса и теплоёмкость — он входит в уравнение баланса наравне с содержимым.
Частые вопросы
Что нужно запомнить по теме «Фазовые переходы, уравнение теплового баланса»?
Главное:
- Q = c m ΔT
- Q = λ m
- Q = L m
- ΣQполуч = ΣQотд
- При фазовом переходе температура стоит, а внутренняя энергия меняется
- В формулах λm и Lm нет ΔT — и быть не может.
Остальное — в разделе темы выше.
Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое · задание раз в неделю в Telegram
Источники и проверка
6 документов
- Демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по физике (архив ФИПИ). ФИПИ, проект 2027 года.
- ФИПИ: демоверсии, спецификации и кодификаторы ЕГЭ 2027. ФИПИ, проект 2027 года.
- Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (приказ Минобрнауки России от 17.05.2012 № 413, в редакции приказа Минпросвещения России от 12.08.2022 № 732) — на него опирается кодификатор ЕГЭ.
- Федеральная образовательная программа среднего общего образования (приказ Минпросвещения России от 18.05.2023 № 371) — на него опирается кодификатор ЕГЭ.
Предметные первоисточники
- The International System of Units (SI), 9th edition (Международная система единиц (СИ), 9-е издание). Международное бюро мер и весов (BIPM), 2019, действующая редакция.
- Постановление Правительства Российской Федерации от 31.10.2009 № 879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» (в ред. от 09.03.2022 № 323). Официальный интернет-портал правовой информации.
Соответствие кодификатору ЕГЭ 2027 (проект ФИПИ от 28.08.2026, сверено ): 2.1.15 «Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и конденсация, кипение жидкости»; 2.1.16 «Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация»; 2.1.17 «Преобразование энергии в фазовых переходах»; 2.2.4 «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества»; 2.2.5 «Удельная теплота парообразования, плавления и сгорания топлива»; 2.2.11 «Уравнение теплового баланса». По плану ЕГЭ 2027 молекулярная физика в развёрнутой части — задания 23 и 24; качественное задание 21 проверяет только электродинамику.
Что сверено по документам
- Тема проверяется заданием 8 (1 балл) и входит в задания 9, 10, 18, 23, 24.
- Задание 10 (2 балла, соответствие) включает фазовые переходы в формате «величина → увеличивается / уменьшается / не изменяется».
- При фазовом переходе температура вещества не меняется: подводимая теплота идёт на разрыв межмолекулярных связей (рост потенциальной энергии взаимодействия), а не на рост средней кинетической энергии молекул.
- Внутренняя энергия вещества при фазовом переходе меняется, хотя температура постоянна: при плавлении и парообразовании растёт, при кристаллизации и конденсации уменьшается. Правило «внутренняя энергия зависит только от температуры» относится к идеальному газу и на фазовый переход не переносится.
- Обратный переход возвращает ровно ту же теплоту, что забрал прямой: кристаллизация выделяет λm, конденсация — Lm. Отдельных удельных теплот кристаллизации и конденсации в задачах не вводят.
- Справочные значения выдаются в КИМ: c_воды = 4,2·10³ Дж/(кг·К), c_льда = 2,1·10³ Дж/(кг·К), λ(лёд) = 3,3·10⁵ Дж/кг, λ(свинец) = 2,5·10⁴ Дж/кг, L(вода) = 2,3·10⁶ Дж/кг.
- Числовые сравнения масштабов: λ/c_воды ≈ 79 °C; L ≈ 7·λ; испарение килограмма воды при 100 °C требует примерно в 5,5 раза больше теплоты, чем нагрев килограмма воды от 0 до 100 °C; λ льда больше λ свинца более чем в 13 раз.
- В формуле Q = cmΔT разность температур одинакова в градусах Цельсия и в кельвинах; перевод в кельвины обязателен там, где температура входит не разностью (pV = νRT).
- Уравнение теплового баланса ΣQ_получ = ΣQ_отд применяется в теплоизолированной системе; теплоёмкость калориметра учитывается, если она дана в условии.
- Задачи с калориметром и фазовым переходом идут в задании 24 (3 балла, высокий уровень, МКТ/термодинамика), а ядро решения — проверка сценария: весь ли лёд растает.
- Температура плавления и температура кипения зависят от вещества и от внешнего давления; 0 °C и 100 °C для воды — значения при нормальном атмосферном давлении.
- Испарение идёт с поверхности жидкости при любой температуре, кипение — во всём объёме при температуре кипения; теплота в обоих случаях считается через Q = Lm.
- В части 2 требуется подстановка чисел в конечную формулу, обязательны единицы измерения в ответе, а незачёркнутые лишние записи стоят балла.
Утверждения сверены со спецификацией и кодификатором ФИПИ, проверено редакцией НейроМиши, обновлено . Как мы готовим материалы.
Закрепи на тренажёре
Прочитал теорию — реши задания по теме. Миша подберёт уровень и разберёт ошибки.
