В медном калориметре массой 100 г находится 1 кг воды при температуре 20 градусов цельсия. В воду опускают свинцовую деталь массой 2 кг, имеющую температуру 90 градусов цельсия. До какой температуры нагреется вода?

Чтобы найти температуру, установившуюся в указанном медном калориметре, воспользуемся равенством: Q1 (нагрев калориметра и воды) = Q2 (охлаждение свинцовой детали); (Cм * mк + Св * mв) * (tx - tн) = Сс * mд * (tд - tх).

Постоянные и переменные: См - уд. теплоемкость меди (См = 400 Дж / (кг*К)); mк - масса калориметра (mк = 100 г = 0,1 кг); Cв - уд. теплоемкость воды (С2 = 4,2 * 10³ Дж / (кг*К)); mв - масса воды (mв = 1 кг); tн - первоначальная температура калориметра и воды (tн = 20 ºС); Сс - уд. теплоемкость свинца (Сс = 140 Дж / (кг*К)); mд - масса детали (mд = 2 кг); tд - начальная температура детали (tд = 90 ºС).

Вычисление: (400 * 0,1 + 4,2 * 10³ * 1) * (tx - 20) = 140 * 2 * (90 - tх).

4240tх - 84800 = 25200 - 280tх.

4520tх = 110000 и tх = 110000 / 4520 = 24,34 ºС.

Ответ: Вода в указанном медном калориметре нагреется до 24,34 ºС.