Какую температуру воды (tо) следует найти до начала измерений в калориметре с наличием воды массой m = 25

Для решения данной задачи, нам нужно использовать закон сохранения тепла, который гласит, что количество переданного тепла равно изменению внутренней энергии.

Сначала найдем количество тепла, которое передается от воды к термометру при их контакте. Это можно сделать с помощью формулы:

\(Q_1 = m \cdot C_1 \cdot (t_1 - t_0)\),

где \(Q_1\) - количество тепла, \(m\) - масса воды, \(C_1\) - теплоемкость воды, \(t_1\) - начальная температура воздуха, \(t_0\) - искомая температура воды.

Теперь найдем количество тепла, которое передается от термометра к воде при их контакте по формуле:

\(Q_2 = C_0 \cdot (t_2 - t_0)\),

где \(Q_2\) - количество тепла, \(C_0\) - теплоемкость термометра, \(t_2\) - показанная температура термометра.

Из закона сохранения тепла следует, что сумма этих двух количеств тепла должна быть равна нулю:

\(Q_1 + Q_2 = 0\).

Подставим значения и решим уравнение относительно \(t_0\):

\[m \cdot C_1 \cdot (t_1 - t_0) + C_0 \cdot (t_2 - t_0) = 0.\]

Подставим значения:

\[25 \, \text{г} \cdot 25 \, \text{Дж/°C} \cdot (25 \, \text{°C} - t_0) + 4 \, \text{Дж/°C} \cdot (12,4 \, \text{°C} - t_0) = 0.\]

Решим это уравнение:

\[625(25-t_0) + 4(12,4-t_0) = 0.\]

\[15625 - 625t_0 + 49,6 - 4t_0 = 0.\]

\[121,6 - 629t_0 = 0.\]

\[t_0 = \frac{121,6}{629} \approx 0,193 \, \text{°C}.\]

Поскольку нам нужно округлить до целого значения, получаем, что \(t_0 = 0 \, \text{°C}\).