2. Взвесить цилиндр. Опустить цилиндр в сосуд с водой. Измерить её температуру (начальная температура цилиндра — 0). Результаты занести в таблицу. В процессе теплообмена металлический цилиндр отдаёт количество теплоты: Qц = cц mц (tц − tк). Вода получит количество теплоты: Qв = cв mв (tк − tв), где cв = 4200 Дж/(кг·°C). Запишите уравнение теплового баланса и вычислите cц для приведённых в таблице опытов.

Приравниваем количество теплоты, отданное цилиндром, количеству теплоты, полученному водой:

\(Q_{ц}=Q_{в}\), поэтому \(c_{ц}m_{ц}(t_{ц}-t_{к})=c_{в}m_{в}(t_{к}-t_{в})\).

Отсюда \(c_{ц}=\dfrac{c_{в}m_{в}(t_{к}-t_{в})}{m_{ц}(t_{ц}-t_{к})}\).

Подставляем данные каждого опыта. Массы в таблице уже указаны в килограммах.

Опыт 1: \(c_{ц}=\dfrac{4200\cdot0.150\cdot(28-23)}{0.168\cdot(79-28)}=\dfrac{3150}{8.568}\approx368\) Дж/(кг·°C).

Опыт 2: \(c_{ц}=\dfrac{4200\cdot0.150\cdot(34-28)}{0.158\cdot(84-34)}=\dfrac{3780}{7.9}\approx478\) Дж/(кг·°C).

Полученные значения различаются; их среднее — около 423 Дж/(кг·°C). По этим измерениям нельзя уверенно определить металл: результат зависит от погрешности измерений и теплопотерь. Значение первого опыта близко к табличной теплоёмкости меди, но одного этого недостаточно для надёжного определения вещества.

Ответ: cц ≈ 368 Дж/(кг·°C) в первом опыте и ≈ 478 Дж/(кг·°C) во втором.