Металлический цилиндр массой 200 г нагрели в кипящей воде до 100 °Си затем опустили в воду массой 400 г.

Металлический цилиндр массой 200 г нагрели в кипящей воде до 100 °Си затем опустили в воду массой 400 г. имеющую температуру 22 °С. Через некоторое время температура воды и цилиндра стала равной 25 °С. Какова удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр?

Имеется следующая информация:

• Масса цилиндра (m1) = 200 г = 0.2 кг
• Масса воды (m2) = 400 г = 0.4 кг
• Исходная температура цилиндра (t1) = 100 °C
• Исходная температура воды (t2) = 22 °C
• Итоговая температура смеси (tсмеси) = 25 °C
• Удельная теплоемкость цилиндра (c1) = 4200 Дж/кг°C

Необходимо найти удельную теплоемкость воды (c2).

Используя условие теплового равновесия, которое гласит, что количество теплоты, полученное цилиндром, должно быть равно количеству теплоты, полученному водой, можно записать следующее уравнение:

c1 * m1 * (tсмеси — t1) = c2 * m2 * (t1 — tсмеси)

Подставим известные значения:

(4200 Дж/кг°C) * 0.2 кг * (25 °C — 100 °C) = c2 * 0.4 кг * (100 °C — 25 °C)

Упростим выражение:

(4200 Дж/кг°C) * 0.2 кг * (-75 °C) = c2 * 0.4 кг * 75 °C

Делим обе части уравнения на 75 и упрощаем:

(4200 Дж/кг°C) * 0.2 кг = c2 * 0.4 кг

Далее, делим обе части на (0.4 кг) и решаем уравнение относительно c2:

c2 = (4200 Дж/кг°C) * 0.2 кг / (0.4 кг)

c2 = 336 Дж/кг°C

Таким образом, удельная теплоемкость воды (c2) составляет 336 Дж/кг°C.