В теплоізольованій посудині міститься 1,5 кг води при 20⁰С. У воду занурюють мідне
тіло, температура якого 85⁰С. Через деякий час температура води стала 22⁰С. Обчисліть масу
мідного тіла. Виконайте пояснювальний рисунок.

Q_вода + Q_мед = 0,

где Q_вода - количество тепла, переданного воде,

Q_мед - количество тепла, переданного медному телу.

Мы можем использовать формулу для вычисления количества тепла:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для воды удельная теплоемкость (c) примерно равна 4,186 Дж/(градус∙грамм), а для меди можно принять 0,385 Дж/(градус∙грамм).

Давайте выразим массу медного тела (m_мед) из уравнения:

Q_мед = m_мед * c_мед * ΔT_мед,

где ΔT_мед = T_конечная - T_начальная = 22⁰С - 85⁰С = -63⁰С.

Q_мед = m_мед * 0,385 Дж/(градус∙грамм) * (-63⁰С),

Теперь найдем количество тепла, которое получила вода:

Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода,

где ΔT_вода = 22⁰С - 20⁰С = 2⁰С.

Q_вода = 1,5 кг * 1000 г/кг * 4,186 Дж/(градус∙грамм) * 2⁰С,

Теперь, используя закон сохранения энергии, можно записать:

Q_вода + Q_мед = 0,

1,5 кг * 1000 г/кг * 4,186 Дж/(градус∙грамм) * 2⁰С + m_мед * 0,385 Дж/(градус∙грамм) * (-63⁰С) = 0,

Решив это уравнение относительно m_мед, найдем массу медного тела:

m_мед = - (1,5 кг * 1000 г/кг * 4,186 Дж/(градус∙грамм) * 2⁰С) / (0,385 Дж/(градус∙грамм) * (-63⁰С)).

m_мед ≈ 2,962 кг.

Итак, масса медного тела составляет около 2,962 кг.