3. а) На что расходуется больше энергии — на нагревание воды или алюминиевой кастрюли, если их массы одинаковы? б) В алюминиевый калориметр массой 140 г налили 250 г воды при температуре 15 °C. После того как брусок из свинца массой 100 г, нагретый до 100 °C, поместили в калориметр с водой, там установилась температура 16 °C. Определите удельную теплоёмкость свинца.

а) При одинаковых массах и одинаковом изменении температуры количество теплоты пропорционально удельной теплоёмкости: \(Q=cm\Delta t\). У воды удельная теплоёмкость больше, чем у алюминия, поэтому больше энергии расходуется на нагревание воды.

б) Считаем, что теплообмена с окружающей средой нет. Свинец отдаёт тепло, которое получают вода и алюминиевый калориметр:

\[m_{\text{св}}c_{\text{св}}(100-16)=m_{\text{в}}c_{\text{в}}(16-15)+m_{\text{Al}}c_{\text{Al}}(16-15).\]

Подставим массы в килограммах и табличные значения \(c_{\text{в}}=4200\) Дж/(кг·°C), \(c_{\text{Al}}=920\) Дж/(кг·°C):

\[c_{\text{св}}=\frac{0.250\cdot4200+0.140\cdot920}{0.100\cdot84}\approx140\text{ Дж/(кг·°C)}.\]

Ответ: удельная теплоёмкость свинца приблизительно 140 Дж/(кг·°C).