3. Записать в тетрадь: цель работы; приборы и материалы; выполнение работы: 1) налить в калориметр 100 мл горячей воды, а в стакан 100 мл холодной воды и перевести объёмы в м³; 2) измерить начальную температуру холодной и горячей воды; 3) перелить холодную воду в калориметр, перемешать и измерить температуру смеси; 4) заполнить таблицу начальными данными; 5) определить массу воды; 6) рассчитать количество теплоты, отданное горячей водой; 7) рассчитать количество теплоты, полученное холодной водой; 8) сравнить эти количества теплоты; 9) сделать вывод.

Условный пример: температуры ниже выбраны для образца, поскольку их нужно измерить во время опыта. Замените их своими измерениями.

Цель работы: исследовать теплообмен при смешивании холодной и горячей воды и сравнить количество теплоты, отданное горячей водой, с количеством теплоты, полученным холодной водой.

Приборы и материалы: калориметр, стакан, термометр, горячая и холодная вода.

1. Переводим объём: 100 мл = 0,0001 м³. Поэтому V_хол = 0,0001 м³ и V_гор = 0,0001 м³.

2. Для условного примера принимаем результаты измерений: t_хол = 20 °C, t_гор = 60 °C.

3. После смешивания условно измерена температура t_смеси = 39 °C.

4. Для воды используем плотность ρ = 1000 кг/м³ и удельную теплоёмкость c = 4200 Дж/(кг·°C).

   Масса холодной воды m1, кг	Начальная температура холодной воды t1, °C	Масса горячей воды m2, кг	Начальная температура горячей воды t2, °C	Температура смеси t, °C	Теплота, полученная холодной водой Q1, Дж	Теплота, отданная горячей водой Q2, Дж
   0,1	20	0,1	60	39	7980	8820

5. Находим массы по формуле m = ρV:

   m_хол = 1000 · 0,0001 = 0,1 кг.

   m_гор = 1000 · 0,0001 = 0,1 кг.

6. Количество теплоты, отданное горячей водой: Q_гор = cm_гор(t_гор − t_смеси) = 4200 · 0,1 · (60 − 39) = 8820 Дж.

7. Количество теплоты, полученное холодной водой: Q_хол = cm_хол(t_смеси − t_хол) = 4200 · 0,1 · (39 − 20) = 7980 Дж.

8. Сравниваем: 8820 Дж > 7980 Дж. В условном опыте горячая вода отдала на 840 Дж больше, чем холодная получила.

9. Вывод: при смешивании горячая вода передаёт тепло холодной, поэтому температура холодной воды повышается, а горячей — понижается. В идеальном случае отданное и полученное количества теплоты равны. В опыте они могут различаться из-за теплообмена с калориметром и окружающей средой, а также погрешностей измерений.