2. Рассчитайте: а) количество теплоты, отданное горячей водой: Qотд; б) количество теплоты, полученное холодной водой: Qпол. Данные таблицы: масса горячей воды — 100 мл, начальная температура горячей воды — 67,1 °C, температура смеси — 45,1 °C; масса холодной воды — 100 мл, начальная температура холодной воды — 21,6 °C. Заполните количества теплоты в таблице. Сделайте вывод.

Масса каждой порции воды равна 100 мл = 0,1 кг. Используем удельную теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C).

а) Горячая вода остывает на 67,1 − 45,1 = 22 °C. Поэтому Qотд = cmΔt = 4200 · 0,1 · 22 = 9240 Дж.

б) Холодная вода нагревается на 45,1 − 21,6 = 23,5 °C. Поэтому Qпол = cmΔt = 4200 · 0,1 · 23,5 = 9870 Дж.

Количество теплоты, полученное холодной водой, оказалось больше количества теплоты, отданного горячей водой, на 9870 − 9240 = 630 Дж. В идеальной теплоизолированной системе эти количества были бы равны. Разница в опыте может объясняться теплообменом с окружающей средой и погрешностями измерений.

Вывод: горячая вода отдала теплоту холодной воде. Измеренные количества теплоты не совпали из-за теплообмена с окружающей средой и погрешностей опыта.

Ответ: Qотд = 9240 Дж; Qпол = 9870 Дж.