Лабораторная работа № 2. Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела. В калориметре находится вода массой 200 г при температуре 17 °C. Металлический цилиндр нагрели до 98 °C, затем опустили в воду. Установившаяся температура воды и цилиндра — 22 °C. Масса цилиндра — 138 г. Измерить удельную теплоёмкость цилиндра и сравнить её с табличным значением.

Предположим, что теплообменом с калориметром и окружающей средой можно пренебречь. Тогда теплота, полученная водой, равна теплоте, отданной цилиндром.

Дано: \(m_в=0.200\) кг; \(t_1=17\) °C; \(t_2=98\) °C; \(t=22\) °C; \(m_ц=0.138\) кг; \(c_в=4200\) Дж/(кг·°C).

1. Находим изменение температуры воды: \(\Delta t_в=t-t_1=22-17=5\) °C.
2. Вычисляем количество теплоты, полученное водой: \(Q_в=c_вm_в\Delta t_в=4200\cdot0.200\cdot5=4200\) Дж.
3. Цилиндр охладился на \(\Delta t_ц=t_2-t=98-22=76\) °C. Из равенства \(Q_в=Q_ц\) получаем \(c_ц=\frac{Q_в}{m_ц\Delta t_ц}\).
4. Подставляем данные: \(c_ц=\frac{4200}{0.138\cdot76}\approx400\) Дж/(кг·°C).

Полученное значение близко к табличному значению удельной теплоёмкости меди — примерно 400 Дж/(кг·°C). Следовательно, при указанных допущениях цилиндр, вероятно, изготовлен из меди.

Ответ: удельная теплоёмкость цилиндра примерно равна 400 Дж/(кг·°C); это значение близко к табличному для меди.