Задача 3. Эксперимент по нагреванию воды. Три ученика Вова, Миша и Петя выполняют следующий эксперимент. Они наливают в алюминиевые сосуды (от школьного калориметра) с термометрами по 80 граммов охлажденной воды и ставят сосуды на нагреватели мощностью по 40 Ватт каждый. Как только температура воды становится равной 40 градусам, включают секундомеры и определяют время, за которое вода нагреется до 50 градусов. Найденные времена - такие: 1) у Вовы получилось - 1 минута 20 секунд; 2) у Миши - 1 минута 24 секунды; 3) у Петя - 1 минута 28 секунд. Кто из учеников получил наиболее достоверный результат? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг град.

m = 80 г = 0,08 кг.

C = 4200 Дж/кг*°C.

t1 = 40 °C.

t2 = 50 °C.

N = 40 Вт.

Tв = 1 мин 20 с = 80 с.

Tм = 1 мин = 24 с = 84 с.

Tп = 1 мин 28 с = 88 с.

Св-?

См - ?

Сп - ?

Мощностью нагревателя N называется отношения количества теплоты Q, которое выделяется в нагревателе, к времени работы нагревателя T: N = Q / Т.

Все выделенное в нагревателе количество теплоты идёт на нагревание воды.

Q = С * m * (t2 - t1).

N * Т = С * m * (t2 - t1).

Выразим удельную теплоёмкость воды С: С = N * Т / m * (t2 - t1).

Св = N * Тв / m * (t2 - t1).

Св = 40 Вт * 80 с / 0,08 кг * (50 °C - 40 °C) = 4000 Дж/кг*°C.

См = N * Тм / m * (t2 - t1).

См = 40 Вт * 84 с / 0,08 кг * (50 °C - 40 °C) = 4200 Дж/кг*°C.

Сп = N * Тп / m * (t2 - t1).

Сп = 40 Вт * 88 с / 0,08 кг * (50 °C - 40 °C) = 4400 Дж/кг*°C.

Ответ: наиболее достоверный результат удельной теплоёмкости воды получил Миша, он составил См = 4200 Дж/кг*°C.