Дано:
m_цилиндр = 200 г = 0.2 кг (масса алюминиевого цилиндра)
ΔT = 30 °C - 20 °C = 10 °C (разница температур)
c_алюминий = 0.9 кДж/(кг*°C) = 900 Дж/(кг*°C) (удельная теплоемкость алюминия)
а) Чему равно количество теплоты, переданное цилиндром воде?
Q = m*c*ΔT
Q = 0.2 * 900 * 10 = 1800 Дж = 1.8 кДж
б) Чему равна масса воды?
Тепло, отданное цилиндром, равно теплу, поглощенному водой:
Q = m_вода*c_вода*ΔT
m_вода = Q / (c_вода * ΔT)
Пусть c_вода = 4200 Дж/(кг*°C) (удельная теплоемкость воды)
m_вода = 1800 / (4200 * 10) = 0.0429 кг = 42.9 г
в) Чему станет равна температура содержимого калориметра, если погрузить в него второй такой же цилиндр, вынутый из кипятка?
С учетом принципа сохранения энергии:
m_ц1*c_ал*(T1 - T) = m_ц2*c_ал*(T - 100)
0.2 * 900 * (30 - T) = 0.2 * 900 * (T - 100)
5400 - 180T = -180T + 18000
360T = 12600
T = 35°C
Ответ:
а) Количество теплоты, переданное цилиндром воде, равно 1.8 кДж
б) Масса воды равна 42.9 г
в) Температура содержимого калориметра после погружения второго цилиндра станет равной 35°C.