Как изменится температура воды после 10 повторений опыта в котором Джоуль перемешивал 7 кг воды с помощью двух грузов

Для того чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон сохранения энергии и формулу для вычисления изменения температуры воды.

Согласно закону сохранения энергии, работа, совершенная над системой, равна изменению ее внутренней энергии. В данном случае работа совершается при подъеме и опускании грузов.

Работа \( W \), совершаемая при подъеме и опускании грузов, может быть вычислена как произведение силы \( F \), приложенной к грузам, и перемещения \( d \):
\[ W = F \cdot d \]

Сила \( F \) равна произведению массы груза \( m \) на ускорение свободного падения \( g \):
\[ F = m \cdot g \]

Перемещение \( d \) равно высоте подъема и опускания \( h \):
\[ d = h \]

Таким образом, работа \( W \) может быть записана как:
\[ W = m \cdot g \cdot h \]

Изменение внутренней энергии системы равно изменению ее теплоты \( Q \):
\[ Q = \Delta U \]

Используя формулу для вычисления изменения температуры воды:
\[ \Delta T = \frac{Q}{m \cdot c} \]

где \( \Delta T \) - изменение температуры, \( m \) - масса воды, \( c \) - удельная теплоемкость воды, можно связать изменение внутренней энергии с изменением температуры:
\[ \Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Подставляя значение \( Q = W = m \cdot g \cdot h \) в формулу для изменения внутренней энергии, получим:
\[ m \cdot c \cdot \Delta T = m \cdot g \cdot h \]

Исключая массу \( m \), получим формулу для вычисления изменения температуры:
\[ \Delta T = \frac{g \cdot h}{c} \]

Теперь мы можем подставить значения \( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \), \( h = 2 \, \text{м} \) (так как каждый груз опускается и поднимается на 2 метра) и \( c = 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{град} \), где \( c \) - удельная теплоемкость воды, равная 4186 Дж/(кг·град).

Теперь можем подставить значение в формулу и вычислить изменение температуры:
\[ \Delta T = \frac{9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 2 \, \text{м}}{4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{град}} \]

\[ \Delta T \approx 0.0047 \, \text{град} \]

Таким образом, температура воды изменится примерно на 0.0047 градуса Цельсия после 10 повторений опыта.