В алюминиевый калориметр массой 140 г, налили 250 г воды при температуре 15 С. После того, как металлический брусок массой 100 г, нагретый до 100 С, поместили в калориметр с водой, там установилась температура 16 С. Из какого металла сделан брусок?

Пусть масса алюминиевого калориметра m1 = 140 г = 0,14 кг, а масса воды m2 = 250 г = 0,25 кг, а масса металлического бруска m3 = 100 г = 0,1 кг. Температура калориметра и воды совпадает T1 = T2 = 15 C⁰, а температура бруска T3 = 100 C⁰. Итоговая температура T = 16 C⁰. Известно, что удельная теплоемкость алюминия и воды составляют C1 = 920 Дж/кг * C⁰, C2 = 4200 Дж/кг * C⁰.

Согласно закона сохранения энергии: Q = C * m * ∆T, Q1 + Q2 + Q3 = 0.

Q1 = C1 * m1 * (T - T1), Q2 = C2 * m2 * (T - T2), Q3 = C3 * m3 * (T - T3).

T - T1 = 16 C⁰ - 15 C⁰ = 1 C⁰.

T - T3 = 16 C⁰ - 100 C⁰ = - 84 C⁰.

Подставим величины в уравнение и вычислим.

920 Дж/кг * C⁰ * 0,14 кг * 1 C⁰ + 4200 Дж/кг * C⁰ * 0,25 кг * 1 C⁰ - C3 * 0,1 кг * 84 C⁰ = 0.

128,8 Дж + 1050 Дж - 8,4 C3 = 0.

C3 = 1178,8 / 8,4 Дж.

C3 = 140, (3) Дж.

Ответ: С3 ≈ 140 Дж, свинец.