В сосуд с водой кладут чугунную гирьку массой 120 г, нагретую до +90°С , в результате чего температура воды повышается от +15°С до +20°С . Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С ), удельная теплоёмкость чугуна 500 Дж/(кг·°С ). В этом и в следующих экспериментах теплоёмкостью сосуда и потерями теплоты можно пренебречь. Какая температура установится в сосуде, если положить в него ещё одну такую гирьку, не вынимая при этом первую гирьку? Ответ округлите до десятых долей градуса Цельсия.

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

Q1 + Q2 = 0

где Q1 - количество теплоты, переданное первой гирькой, Q2 - количество теплоты, переданное второй гирькой.

Q1 = m1 * c1 * (T1 - T0)

Q2 = m2 * c2 * (T2 - T0)

где m1 и m2 - массы гирек, c1 и c2 - удельные теплоемкости гирек, T1 и T2 - начальные температуры гирек, T0 - начальная температура воды.

Подставим известные значения:

Q1 = 120 г * 500 Дж/(кг·°С) * (90 - 15)°C = 525000 Дж

Q2 = 120 г * 500 Дж/(кг·°С) * (T - 15)°C

Так как Q1 + Q2 = 0, то Q2 = -Q1

525000 = -120 г * 500 Дж/(кг·°С) * (T - 15)°C

T - 15 = -525000 / (120 * 500) = -8,75

T = 15 - 8,75 = 6,25°C

Таким образом, температура установится в сосуде равной 6,25°C.