Лабораторная работа «Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела». Выполните работу: измерьте массу цилиндра и воды, начальную температуру воды и начальную температуру цилиндра; налейте воду в калориметр, опустите цилиндр, измерьте установившуюся температуру смеси. Заполните таблицу измерений и вычислите удельную теплоёмкость вещества цилиндра. Вариант: цилиндр массой 200 г при температуре 100 °C опущен в калориметр, содержащий 240 г воды при температуре 20 °C. После установления теплового равновесия температура воды и цилиндра стала 24 °C. Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C).

В таблице на фотографии нет результатов измерений, поэтому для её заполнения использованы данные варианта из условия.

Условная запись измерений: масса воды — 240 г; масса цилиндра — 200 г; начальная температура воды — 20 °C; начальная температура цилиндра — 100 °C; конечная температура воды и цилиндра — 24 °C.

Приравниваем количество теплоты, полученное водой, количеству теплоты, отданному цилиндром:

\(c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}(t-t_{\text{воды}})=c_{\text{цил}}m_{\text{цил}}(t_{\text{цил}}-t)\).

Выражаем удельную теплоёмкость цилиндра:

\(c_{\text{цил}}=\dfrac{c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}(t-t_{\text{воды}})}{m_{\text{цил}}(t_{\text{цил}}-t)}\).

Переводим массы в килограммы: \(m_{\text{воды}}=0.240\) кг, \(m_{\text{цил}}=0.200\) кг.

Подставляем данные: \(c_{\text{цил}}=\dfrac{4200\cdot0.240\cdot(24-20)}{0.200\cdot(100-24)}=\dfrac{4032}{15.2}\approx265\) Дж/(кг·°C).

Ответ: экспериментальное значение удельной теплоёмкости вещества цилиндра — приблизительно 265 Дж/(кг·°C).