Вариант 2. Задача 2: В алюминиевый калориметр массой 100 г налита вода массой 240 г при температуре 15 °C. В калориметр погружают вынутый из кипятка металлический брусок массой 30 г, и температура в калориметре после установления теплового равновесия повышается на 1 °C. а) Какое количество теплоты получила вода? б) Какое количество теплоты отдал брусок? в) Из какого металла может быть изготовлен брусок?

Считаем, что потерь теплоты в окружающую среду нет, а начальная температура бруска равна 100 °C. Используем удельные теплоёмкости воды 4200 Дж/(кг·°C) и алюминия 900 Дж/(кг·°C). Конечная температура воды и калориметра: \(15+1=16\ ^\circ\mathrm{C}\).

а) Вода нагрелась на 1 °C:

\(Q_{\text{воды}}=4200 \cdot 0.240 \cdot 1=1008\) Дж.

б) Калориметр также нагрелся на 1 °C:

\(Q_{\text{калориметра}}=900 \cdot 0.100 \cdot 1=90\) Дж.

Следовательно, брусок отдал теплоту, полученную водой и калориметром:

\(Q_{\text{бруска}}=1008+90=1098\) Дж.

в) Брусок остыл на \(100-16=84\ ^\circ\mathrm{C}\). Его удельная теплоёмкость:

\(c=\dfrac{1098}{0.030 \cdot 84}\approx 436\) Дж/(кг·°C).

Это значение ближе всего к удельной теплоёмкости железа (около 460 Дж/(кг·°C)).

Ответ: а) 1008 Дж; б) 1098 Дж; в) брусок может быть железным.