4. Стальной брусок массой 0,5 кг нагрели до 120°C и опустили в воду массой 1 кг при 20°C. После установления равновесия температура стала 24°C. Сколько теплоты было потеряно в окружающую среду?

Примем удельную теплоёмкость стали равной 500 Дж/(кг·°C), воды — 4200 Дж/(кг·°C). Теплота, отданная стальным бруском:

\(Q_{\text{ст}}=c_{\text{ст}}m_{\text{ст}}(120-24)=500\cdot0.5\cdot96=24000\) Дж.

Теплота, полученная водой:

\(Q_{\text{в}}=c_{\text{в}}m_{\text{в}}(24-20)=4200\cdot1\cdot4=16800\) Дж.

Разность теплоты, отданной бруском, и теплоты, полученной водой, ушла в окружающую среду:

\(Q_{\text{окр}}=24000-16800=7200\) Дж.

Ответ: 7200 Дж (7,2 кДж).