Гриша нашёл в кабинете физики отполированный цилиндрик и заинтересовался, из какого материала он сделан — из олова или из железа. Гриша прочитал в справочнике, что плотности железа и олова отличаются не более чем на 10%, а вот их удельные теплоёмкости различаются почти в два раза: 250 Дж/(кг · °С) для олова и 460 Дж/(кг · °С) для железа. Для определения материала цилиндра было решено провести термодинамический опыт. Гриша налил в пластиковый калориметр mв = 100 г холодной воды при комнатной температуре tх = 23 °С. В горячую воду, которая имела температуру tг = 50,5 °С градуса, Гриша поместил цилиндрик. После того, как цилиндрик нагрелся, Гриша перенёс его в калориметр и затем измерил установившуюся температуру в калориметре — она оказалась равной tу = 25,5 °С. После этого Гриша взвесил цилиндрик, его масса оказалась равной mц = 168 г. Теплоёмкостью калориметра Гриша решил пренебречь. Удельная теплоёмкость воды cв = 4200 Дж/(кг · °С) ему была известна.
1) Какое количество теплоты получила вода от цилиндрика?
2) Рассчитайте удельную теплоёмкость материала цилиндрика и определите, из какого металла он изготовлен.
3) Когда Гриша почти закончил обработку результатов своего эксперимента, учитель сказал ему, чтобы он не забыл учесть теплоёмкость калориметра. Масса калориметра составляла mк = 40 г, а удельная теплоёмкость пластмассы по данным справочника была равна cк = 210 Дж/(кг · °С). Может ли Гриша, с учётом этих сведений, утверждать, что он не ошибся в определении материала, из которого сделан цилиндрик?
1) Количество теплоты, полученное водой:
Дж.
2) Составим уравнение теплового баланса воды и цилиндрика:
Дж/(кг · °С).
Видно, что полученная удельная теплоёмкость совпадает с удельной теплоёмкостью олова. То есть цилиндрик оловянный.
3) Будем считать, что калориметр нагрелся до температуры воды tу = 25,5 °С. В этом случае уравнение теплового баланса можно записать так:
Тогда для значения удельной теплоёмкости цилиндрика можно получить:
Дж/(кг · °С).
Видно, что полученное значение практически не отличается от найденного ранее. Значит, материал цилиндрика определён правильно.

