Вариант 1. Задача 2: В стальном чайнике массой 1,2 кг находится вода массой 1,9 кг при температуре 20 °C. В чайник опускают вынутый из кипятка металлический брусок массой 1,5 кг. Температура воды в чайнике увеличивается до 25 °C. а) Какое количество теплоты получила вода? б) Какое количество теплоты отдал брусок? в) Из какого металла может быть изготовлен брусок?

Принимаем, что теплообменом с окружающей средой можно пренебречь, а начальная температура бруска равна 100 °C. Используем удельные теплоёмкости воды 4200 Дж/(кг·°C) и стали 500 Дж/(кг·°C).

а) Вода нагрелась на \(25-20=5\ ^\circ\mathrm{C}\). По формуле \(Q=cm\Delta t\):

\(Q_{\text{воды}}=4200 \cdot 1.9 \cdot 5=39900\) Дж.

б) В предположении отсутствия потерь брусок отдал теплоту, полученную водой и чайником. Чайник нагрелся на 5 °C:

\(Q_{\text{чайника}}=500 \cdot 1.2 \cdot 5=3000\) Дж.

\(Q_{\text{бруска}}=39900+3000=42900\) Дж.

в) Брусок остыл от 100 °C до 25 °C, то есть на 75 °C. Его удельная теплоёмкость:

\(c=\dfrac{42900}{1.5 \cdot 75}=381.3\) Дж/(кг·°C).

Это значение близко к удельной теплоёмкости меди (около 380 Дж/(кг·°C)).

Ответ: а) 39 900 Дж; б) 42 900 Дж; в) брусок может быть медным.