Какова будет температура в калориметре после выравнивания, если в нём находился кусок меди массой 50 г, нагретый

Для решения данной задачи нам необходимо использовать принцип сохранения теплоты. Тепло, переданное от одного объекта к другому при их контакте, равно теплоте, полученной вторым объектом.

Для начала найдем тепло, переданное каждым объектом калориметру. Для этого воспользуемся формулой:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где Q - количество переданного тепла, m - масса объекта, c - его теплоемкость, и ΔT - изменение температуры.

Для куска меди:

\(Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 = 50 \, \text{г} \cdot 0,39 \, \text{Дж/г K} \cdot (100 - T)\),

где T - температура в калориметре после выравнивания.

Для куска железа:

\(Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 70 \, \text{г} \cdot 0,46 \, \text{Дж/г K} \cdot (90 - T)\).

Теперь найдем теплоту, переданную воде:

\(Q_3 = m_3 \cdot c_3 \cdot \Delta T_3 = 100 \, \text{г} \cdot 4,18 \, \text{Дж/г K} \cdot (T - 22)\).

Согласно принципу сохранения теплоты, сумма переданных теплот должна равняться нулю:

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

Подставим значения и решим уравнение:

\(50 \cdot 0,39 \cdot (100 - T) + 70 \cdot 0,46 \cdot (90 - T) + 100 \cdot 4,18 \cdot (T - 22) = 0\).

Решая это уравнение, мы найдем значение температуры в калориметре после выравнивания T.

Выразим \(T\):

\(1950 - 19.5T + 3222 - 32.34T + 418T - 9220 = 0\),
\(423.16T - 4048 = 0\).

Теперь решим это уравнение:

\(T = \frac{4048}{423.16} \approx 9.57 \, ^\circ C\) (округляем до двух знаков после запятой).

Таким образом, температура в калориметре после выравнивания будет около 9.57˚C.