Какая начальная температура у кубика из меди, который был помещен в 100 г воды для ее нагрева с 20 до 25 градусов?

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать понятие теплоемкости и закон сохранения энергии. В данном случае у нас есть два объекта: кубик из меди и вода. Тепло, выделившееся у кубика меди, будет передан воде для ее нагрева.

Первым шагом нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды с 20 до 25 градусов. Для этого мы можем воспользоваться следующей формулой:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:
- \( Q \) - количество теплоты, выделившееся у кубика меди и переданное воде (в джоулях),
- \( m \) - масса воды (в килограммах),
- \( c \) - удельная теплоемкость воды (примерно равна 4,186 Дж/г∙°C),
- \( \Delta T \) - изменение температуры воды (5 градусов).

Заменим значения в формулу:

\[ Q = 100 \cdot 4,186 \cdot 5 \]

\[ Q = 2093 \space Дж \]

Теперь, чтобы найти начальную температуру кубика меди, нам нужно использовать то же самое количество теплоты (2093 Дж) и удельную теплоемкость меди (0,387 Дж/г∙°C). Перепишем формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

\[ 2093 = m \cdot 0,387 \cdot \Delta T \]

Так как масса кубика меди нам неизвестна, обозначим ее как \( m \). Теперь мы можем решить уравнение относительно \( m \):

\[ m = \frac{2093}{0,387 \cdot \Delta T} \]

\[ m \approx 13600 \space г \]

Таким образом, масса кубика меди равна примерно 13600 граммов.

Наконец, проверим, сможет ли кубик меди нагреть воду до 25 градусов. Для этого мы можем использовать теплоемкость \( c \) меди (0,387 Дж/г∙°C) и изменение температуры воды (\( \Delta T = 5 \) градусов). Подставим значения в формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

\[ Q = 13600 \cdot 0,387 \cdot 5 \]

\[ Q \approx 2646 \space Дж \]

Как видим, количество теплоты \( Q \) (2646 Дж) больше, чем необходимое (2093 Дж), поэтому кубик меди сможет нагреть воду до 25 градусов.

Таким образом, начальная температура кубика меди составляет примерно 20°C.