№ 1. Определение количества теплоты при смешивании воды разной температуры. Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при тепловом обмене, и объяснить полученный результат. Оборудование: калориметр, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан. Указания к работе: 1. Налейте в калориметр горячую воду массой 100 г, а в стакан — столько же холодной. Измерьте температуру холодной и горячей воды. 2. Осторожно влейте холодную воду в сосуд с горячей водой, помешайте термометром полученную смесь и измерьте её температуру. 3. Рассчитайте количество теплоты, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси, и количество теплоты, полученное холодной водой при её нагревании до этой же температуры. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. 4. Сравните количества теплоты и сделайте соответствующий вывод.

Для численного решения нужны результаты измерений температур: начальная температура горячей воды, начальная температура холодной воды и температура смеси. На фотографии числовые результаты измерений отсутствуют, поэтому вычислить количества теплоты именно для опыта нельзя.

Расчёт выполняется по формуле количества теплоты при изменении температуры: \(Q=cm\Delta t\), где удельная теплоёмкость воды \(c=4200\) Дж/(кг·°C), масса каждой порции воды \(m=100\) г = 0,1 кг.

Если обозначить температуры горячей воды, холодной воды и смеси соответственно \(t_г\), \(t_х\) и \(t_с\), то:

1. Отданное горячей водой количество теплоты: \(Q_г=4200\cdot0.1\cdot(t_г-t_с)=420(t_г-t_с)\) Дж.
2. Полученное холодной водой количество теплоты: \(Q_х=4200\cdot0.1\cdot(t_с-t_х)=420(t_с-t_х)\) Дж.
3. Сравните найденные значения. В идеальном случае они равны. В реальном опыте обычно \(Q_г>Q_х\), поскольку часть теплоты нагревает калориметр и окружающие тела.

Чтобы получить численные ответы и заполнить таблицу измерений, нужны три показания термометра: \(t_г\), \(t_х\) и \(t_с\).