3. Алюминиевая ложка массой 50 г, находящаяся при температуре 20°C, опущена в стакан с горячим чаем. Определите температуру чая, если ложка нагрелась до 80°C, получив 2.07 кДж теплоты. (Удельная теплоёмкость алюминия 920 Дж/(кг·°C)).

Данные условия противоречат друг другу: нагрев ложки от 20°C до 80°C требует больше теплоты, чем указано.

Переведём массу и количество теплоты в единицы СИ: \(m=0.05\) кг, \(Q=2070\) Дж. По формуле \(Q=cm\Delta t\) фактическое изменение температуры ложки составляет \(\Delta t=\frac{2070}{920\cdot0.05}=45\) °C. Значит, при получении 2.07 кДж ложка нагрелась бы до \(20+45=65\) °C, а не до 80°C.

Для нагрева ложки до 80°C потребовалось бы \(Q=920\cdot0.05\cdot(80-20)=2760\) Дж = 2.76 кДж. Кроме того, по приведённым данным нельзя определить температуру чая: не указано, до какой конечной температуры чай остыл, и не дано условие о тепловом равновесии.

Ответ: определить температуру чая по этим данным нельзя; в условии есть несогласованность — 2.07 кДж нагревают ложку до 65°C, а не до 80°C.