4. Ученик провёл тот же опыт и получил результаты, записанные в таблице. Выполни расчёты по его данным: V₁ = 120 мл, t₁ = 70 °C, V₂ = 180 мл, t₂ = 15 °C, t = 36 °C. Найди m₁, m₂, Qотд, Qпол, потери, долю полученной энергии и температуру смеси без потерь: tₚ = (m₁t₁ + m₂t₂)/(m₁ + m₂). Почему измеренная температура смеси ниже расчётной?

Переведём объёмы в массы: 1 мл воды имеет массу 0,001 кг. Тогда \(m_1=120\cdot0.001=0.120\) кг, \(m_2=180\cdot0.001=0.180\) кг. Берём \(c=4200\) Дж/(кг·°C).

1. Теплота, отданная горячей водой: \(Q_{отд}=cm_1(t_1-t)=4200\cdot0.120\cdot(70-36)=17136\) Дж.
2. Теплота, полученная холодной водой: \(Q_{пол}=cm_2(t-t_2)=4200\cdot0.180\cdot(36-15)=15876\) Дж.
3. Потери: \(17136-15876=1260\) Дж.
4. Доля полученной энергии: \(\frac{15876}{17136}\cdot100\%\approx92.6\%\).
5. Без потерь: \(t_p=\frac{0.120\cdot70+0.180\cdot15}{0.120+0.180}=\frac{11.1}{0.300}=37\) °C.

Измеренная температура ниже расчётной, потому что часть теплоты нагрела калориметр, термометр и окружающий воздух, а также могла рассеяться в окружающую среду.

Ответ: \(m_1=0.120\) кг; \(m_2=0.180\) кг; \(Q_{отд}=17136\) Дж; \(Q_{пол}=15876\) Дж; потери — 1260 Дж; доля — примерно 92.6 %; \(t_p=37\) °C.