Вариант 2. №3. Для определения удельной теплоёмкости железа в воду массой 200 г при температуре 18 °C опустили железную гирю массой 100 г при температуре 98 °C. Температура воды установилась 22 °C. Какова удельная теплоёмкость железа по данным опыта? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

Дано: \(m_в=0.200\text{ кг}\), \(t_{в1}=18\,°\text{C}\), \(m_ж=0.100\text{ кг}\), \(t_{ж1}=98\,°\text{C}\), \(t=22\,°\text{C}\), \(c_в=4200\text{ Дж/(кг·°C)}\).

Предположим, что теплообмена с окружающей средой нет. Теплота, полученная водой, равна теплоте, отданной железом: \(m_вc_в(t-t_{в1})=m_жc_ж(t_{ж1}-t)\).

Выразим удельную теплоёмкость железа: \(c_ж=\dfrac{m_вc_в(t-t_{в1})}{m_ж(t_{ж1}-t)}\).

Подставим данные: \(c_ж=\dfrac{0.200\cdot4200\cdot(22-18)}{0.100\cdot(98-22)}=\dfrac{3360}{7.6}\approx442\text{ Дж/(кг·°C)}\).

Ответ: удельная теплоёмкость железа по данным опыта примерно 442 Дж/(кг·°C).