2. В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%?

Дано: масса калориметра \(m_а=0.050\) кг, масса воды \(m_в=0.120\) кг, мощность нагревателя \(P=12.5\) Вт, время \(\tau=22\cdot60=1320\) с. Потери тепла — 20%, поэтому системе передаётся 80% энергии нагревателя.

Используем удельные теплоёмкости: воды \(c_в=4200\) Дж/(кг·°C), алюминия \(c_а=920\) Дж/(кг·°C).

Энергия, полученная калориметром и водой: \(Q=0.8P\tau=0.8\cdot12.5\cdot1320=13200\) Дж.

Теплота нагревает и воду, и алюминиевый калориметр: \(Q=(m_вc_в+m_аc_а)\Delta t\).

Теплоёмкость системы: \(m_вc_в+m_аc_а=0.120\cdot4200+0.050\cdot920=550\) Дж/°C.

Тогда \(\Delta t=\dfrac{13200}{550}=24\) °C.

Ответ: калориметр с водой нагреется на 24 °C.