4. Ученик провёл тот же опыт и получил результаты, записанные в таблице. Выполни расчёт по его данным: V₁ = 120 мл, t₁ = 70 °C, V₂ = 180 мл, t₂ = 15 °C, t = 36 °C. Найди m₁ и m₂, Qотд, Qпол, потери энергии, долю полученной энергии и температуру смеси без потерь. Почему измеренная температура смеси ниже расчётной?

Для воды принимаем плотность 1 кг/л и удельную теплоёмкость 4200 Дж/(кг·°C).

1. Переведём объёмы воды в массы: 120 мл = 0,12 л, поэтому m₁ = 0,12 кг; 180 мл = 0,18 л, поэтому m₂ = 0,18 кг.
2. Найдём энергию, отданную горячей водой: Qотд = m₁c(t₁ − t) = 0,12 · 4200 · (70 − 36) = 17136 Дж.
3. Найдём энергию, полученную холодной водой: Qпол = m₂c(t − t₂) = 0,18 · 4200 · (36 − 15) = 15876 Дж.
4. Энергия, потерянная системой, равна разности отданной и полученной энергий: 17136 − 15876 = 1260 Дж.
5. Доля полученной энергии от отданной: (Qпол / Qотд) · 100% = (15876 / 17136) · 100% ≈ 92,6%.
6. Без потерь температура смеси была бы: t = (m₁t₁ + m₂t₂) / (m₁ + m₂) = (0,12 · 70 + 0,18 · 15) / 0,30 = 37 °C.

Измеренная температура ниже расчётной, потому что часть теплоты передалась окружающей среде и сосуду, а не только воде.

Ответ: m₁ = 0,12 кг; m₂ = 0,18 кг; Qотд = 17136 Дж; Qпол = 15876 Дж; потери = 1260 Дж; доля полученной энергии ≈ 92,6%; температура без потерь = 37 °C.