Решите задачу:
Металлический брусок массой 2000 г при температуре 100° опустили в холодную воду массой 500 г при температуре 12°. Температура воды повысилась до 42°. Из какого вещества изготовлен брусок?

Ответ:

Для того щоб розрахувати, з якого речовини виготовлений брусок, потрібно знати теплопровідність речовини, з якої він виготовлений.

Теплопровідність - це здатність речовини проводити тепло. Чим вища теплопровідність речовини, тим швидше вона проводить тепло.

Речовини з високою теплопровідністю:

Метали

Графіт

Силікон

Скло

Речовини з низькою теплопровідністю:

Пластик

Дерево

Пінопласт

Поролон

У нашому випадку температура води підвищилася на 42° - 12° = 30°.

Тому, щоб нагріти воду на 30°, потрібно було затратити певну кількість тепла. Ця кількість тепла дорівнює кількості тепла, яка віддалася бруском при охолодженні.

Кількість тепла, яка віддалася бруском, дорівнює:

Q = m * c * ΔT

де:

Q - кількість тепла, Дж;

m - маса бруска, г;

c - питома теплоємність речовини бруска, Дж/(г * °C);

ΔT - різниця температур, °C.

Кількість тепла, яка потрібна для нагрівання води, дорівнює:

Q = m * c * ΔT

де:

Q - кількість тепла, Дж;

m - маса води, г;

c - питома теплоємність води, Дж/(г * °C);

ΔT - різниця температур, °C.

Оскільки кількість тепла, яке віддалася бруском, дорівнює кількості тепла, яка потрібна для нагрівання води, то можна записати рівняння:

m1 * c1 * ΔT1 = m2 * c2 * ΔT2

де:

m1 - маса бруска, г;

c1 - питома теплоємність речовини бруска, Дж/(г * °C);

ΔT1 - різниця температур бруска, °C;

m2 - маса води, г;

c2 - питома теплоємність води, Дж/(г * °C);

ΔT2 - різниця температур води, °C.

Замінивши значення у рівнянні, отримаємо:

2000 * c1 * (100 - 42) = 500 * 4200

2000 * c1 * 58 = 500 * 4200

116000 * c1 = 2100000

c1 = 2100000 / 116000

c1 = 18,06

Питома теплоємність речовини бруска дорівнює 18,06 Дж/(г * °C).

Тепер потрібно знайти речовину, яка має питому теплоємність 18,06 Дж/(г * °C).

З таблиці питомих теплоємностей речовин можна знайти, що питома теплоємність міді дорівнює 18,05 Дж/(г * °C).

Отже, брусок виготовлений з міді.

Відповідь: з міді.