Question

При проведении лабораторной работы Сергей взял 200 г воды, измерил её температуру, она оказалась равной 18 °С. Потом нагрел в горячей воде с температурой 95 °С железный цилиндр массой 100 г. А затем опустил нагретый цилиндр в холодную воду и выяснил, что установилась температура 22 °С. Считать, что тепловых потерь не было, а удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С).
1) Какое количество теплоты получила холодная вода от цилиндра?
2) Какова удельная теплоёмкость железа по расчётам Сергея?

Answer 1

Дано:  
Масса воды, m_воды = 200 г = 0,2 кг  
Температура воды до соприкосновения, T_нач = 18 °C  
Температура установившегося равновесия, T_кон = 22 °C  
Масса железного цилиндра, m_железо = 100 г = 0,1 кг  
Удельная теплоемкость воды, c_вода = 4200 Дж/(кг·°C)  

Найти:  
1) Количество теплоты, полученное холодной водой от цилиндра  
2) Удельную теплоемкость железа по расчетам Сергея  

Решение:  
1) Количество теплоты, полученное холодной водой от цилиндра:  
Q = c_вода * m_воды * (T_кон - T_нач)  
Q = 4200 Дж/(кг·°C) * 0,2 кг * (22 °C - 18 °C)  
Q = 3360 Дж  

2) Удельная теплоемкость железа по расчетам Сергея:  
Q = c_железо * m_железо * (T_кон - T_нач)  
3360 Дж = c_железо * 0,1 кг * (95 °C - 22 °C)  
3360 Дж = 0,1 кг * c_железо * 73 °C  
c_железо = 3360 Дж / (0,1 кг * 73 °C)  
c_железо = 459,45 ≈ 460 Дж/(кг·°C)  

Ответ:  
1) Количество теплоты, полученное холодной водой от цилиндра, составляет 3360 Дж.  
2) Удельная теплоемкость железа по расчетам Сергея равна 460 Дж/(кг·°C).