Какая температура воды в градусах Цельсия to °C до начала измерений, если перед погружением термометр показывал

Для решения этой задачи нам понадобится применить закон сохранения теплоты.

Закон сохранения теплоты гласит, что теплота, полученная или отданная телом, равна изменению его внутренней энергии и изменению энергии других объектов, с которыми оно взаимодействует.

Исходя из этого, мы можем записать уравнение:

\(Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0\),

где \(Q_1\) - теплота, полученная калориметром от воздуха, \(Q_2\) - теплота, полученная калориметром от воды, \(Q_3\) - теплота, переданная термометру от калориметра.

Теплота, полученная или отданная телом, вычисляется по формуле:

\(Q = mc\Delta T\),

где \(m\) - масса тела, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Для решения задачи нужно найти начальную температуру воды \(T_1\).

Сначала найдем теплоту, полученную калориметром от воздуха:

\(Q_1 = m_1c_1\Delta T_1\),

где \(m_1\) - масса калориметра, которую мы можем считать равной массе воды, поскольку калориметр находится в состоянии теплового равновесия с водой, их температуры совпадают (\(m_1 = m_2 = 25\) г), \(c_1\) - удельная теплоемкость калориметра, \(\Delta T_1\) - изменение температуры.

Далее найдем теплоту, полученную калориметром от воды:

\(Q_2 = m_2c_2\Delta T_2\),

где \(c_2\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T_2\) - изменение температуры.

И, наконец, найдем теплоту, переданную термометру от калориметра:

\(Q_3 = m_3c_3\Delta T_3\),

где \(m_3\) - масса термометра, \(c_3\) - удельная теплоемкость термометра, \(\Delta T_3\) - изменение температуры.

Теперь, подставляя значения и учитывая, что сумма теплообмена равна нулю, мы можем составить уравнение:

\(m_2c_2(T_2 - T_1) + m_3c_3(T_2 - T_3) + m_1c_1(T_2 - T_1) = 0\).

Разрешим это уравнение относительно \(T_1\):

\(T_1 = \frac{{m_2c_2T_2 + m_3c_3T_3}}{{m_1c_1 + m_2c_2 - m_1c_1 - m_3c_3}}\).

Подставим значения из условия задачи:

\(T_1 = \frac{{25 \cdot 4,2 \cdot 12,4 + 4 \cdot 4,2 \cdot 25}}{{25 \cdot 4,2 + 25 \cdot 4,2 - 25 \cdot 4,2 - 4 \cdot 4,2}}\).

Вычисляем:

\(T_1 = \frac{{130,5 + 420}}{{105 + 105 - 105 - 16,8}}\).

\(T_1 = \frac{{550,5}}{{88,2}}\).

\(T_1 \approx 6,24\).

Ответ: начальная температура воды составляла около 6 °C.

Важно отметить, что в данной задаче использованы оценочные значения массы и удельной теплоемкости калориметра и термометра, поскольку точные значения не указаны в условии задачи. Также, округлили полученный ответ до целого значения, как требуется.