4. а) Чем объясняется, что в пустынях (см. рисунки) очень большие суточные перепады температур? б) Воду массой 150 г при температуре 12 °C налили в жестяный калориметр массой 200 г. Найдите температуру, которая установится в калориметре, если в воду опустить железную гирю массой 0,5 кг, нагретую до 100 °C.

а) Песок и сухой воздух имеют небольшую теплоёмкость и быстро нагреваются днём и остывают ночью. В пустыне мало облаков и влаги, поэтому поверхность интенсивно получает солнечную энергию днём и быстро теряет тепло ночью.

б) Считаем, что потерь теплоты нет. Используем \(c_{\text{воды}}=4200\), \(c_{\text{жести}}=400\) и \(c_{\text{железа}}=460\) Дж/(кг·°C).

1. Теплоёмкость воды вместе с калориметром: \(0.15\cdot4200+0.2\cdot400=710\) Дж/°C.
2. Теплоёмкость гири: \(0.5\cdot460=230\) Дж/°C.
3. Из равенства отданной и полученной теплоты: \(710(t-12)=230(100-t)\). Отсюда \(940t=31\,640\), значит \(t\approx33.7\ ^\circ\mathrm{C}\).

Ответ: примерно 33,7 °C.