№ 2. Изучение процесса теплообмена. 1. Налейте в калориметр 100 мл горячей воды, а в стакан — 100 мл холодной. Измерьте начальную температуру холодной воды, затем горячей. 2. Вылейте холодную воду в калориметр, перемешайте и измерьте температуру смеси. 3. Запишите результаты измерений в таблицу 12. 4. Определите массу воды по формуле m = ρV, где плотность воды 1000 кг/м³. 5. Рассчитайте количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной водой. 6. Сравните эти количества теплоты. 7. Сделайте и обоснуйте вывод.

Температуры в условии не приведены, поэтому ниже дан условный пример обработки измерений. Замените принятые температуры своими результатами; погрешность измерения температуры следует указать по цене деления используемого термометра.

1. Массы воды. Для каждой порции объёмом 100 мл: V = 0.0001 м³. По формуле m = ρV получаем m = 1000 · 0.0001 = 0.1 кг. Значит, m₁ = m₂ = 0.1 кг.

2. Условные результаты измерений: начальная температура холодной воды t₁ = 20 °C, горячей воды t₂ = 60 °C, температура смеси t = 39 °C. Для примера примем удельную теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C).

3. Расчёт теплоты, полученной холодной водой: Q₁ = cm₁(t − t₁) = 4200 · 0.1 · (39 − 20) = 7980 Дж.

4. Расчёт теплоты, отданной горячей водой: Q₂ = cm₂(t₂ − t) = 4200 · 0.1 · (60 − 39) = 8820 Дж.

Сравнение и вывод. В условном примере Q₂ больше Q₁ на 840 Дж. В идеальном теплообмене отданное горячей водой количество теплоты равно полученному холодной водой. В опыте часть энергии передаётся калориметру и окружающей среде, поэтому значения могут различаться; на результат также влияют погрешности измерений.