4. Насколько изменится температура воды объёмом V₁ = 300 мл, если она получит всю энергию, выделившуюся при охлаждении железного бруска массой m₂ = 0,18 кг от температуры t₁ = 85 °C до температуры t₂ = 15 °C? (Удельная теплоёмкость воды c₁ = 4,2·10³ Дж/(кг·°C), удельная теплоёмкость железа c₂ = 4,6·10² Дж/(кг·°C), плотность воды ρ = 1,0·10³ кг/м³.)

Дано: V₁ = 300 мл = 3·10⁻⁴ м³; ρ = 1,0·10³ кг/м³; m₂ = 0,18 кг; c₁ = 4,2·10³ Дж/(кг·°C); c₂ = 4,6·10² Дж/(кг·°C); t₁ = 85 °C; t₂ = 15 °C.

Масса воды: m₁ = ρV₁ = 1,0·10³ · 3·10⁻⁴ = 0,30 кг.

Теплота, выделенная железом: Q = m₂c₂(t₁ − t₂) = 0,18·4,6·10²·(85 − 15) = 5 796 Дж.

Эта теплота нагревает воду: Q = m₁c₁Δt, поэтому Δt = Q/(m₁c₁) = 5 796/(0,30·4,2·10³) = 4,6 °C.

Ответ: температура воды повысится на 4,6 °C.