Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2575
2017-03-29 
Юный физик Федя приобрел два одинаковых небольших калориметра и очень точный термометр. В один из них Федя налил 100 г воды комнатной температуры и вставил в него термометр, который показал значение температуры $t_{к} = 20,3^{ \circ}$. Во второй калориметр Федя налил 100г кипящей воды. Затем он достал из первого калориметра термометр и поместил его во второй калориметр. Термометр дал показания $t_{1} = 99,2^{ \circ}$. Удивленный Федя опять поместил термометр в первый калориметр. Как вы думаете, что показал термометр в этом случае? (Атмосферное давление нормальное, теплоемкости калориметров пренебрежительно малы, потери теплоты отсутствуют).
Решение:
Во второй калориметр Федя залил кипящую воду, т.е. ее температура $t_{2} = 100^{ \circ} С$. Так как при измерении термометр показал температуру $t_{1} = 99,2^{ \circ} С$, то следует утверждать, что сам термометр имеет теплоемкость $C_{Т}$ , пренебречь который нельзя. Запишем уравнение теплового баланса для первого измерения: вода отдала термометру количество теплоты $Q = cm(t_{2} - t_{1})$ (где $c$ — удельная теплоемкость воды, $m$ — ее масса), столько же получил термометр $Q = C_{Т} (t_{1} - t_{k})$, поэтому
$cm(t_{2} - t_{1}) = C_{Т} (t_{1} - t_{k})$. (1)
Обозначим $t_{k}$ — температура, которая установится в первом калориметре, после опускания в него горячего термометра. Рассуждая аналогично, можно записать уравнение теплового баланса во втором случае
$cm(t_{x} - t_{k}) = C_{Т} (t_{1} - t_{x})$. (2)
Решая совместно (1) — (2) получим
$t_{k} = \frac{t_{1}(t_{2} t_{1}) + t_{k}(t_{1} - t_{k})}{t_{2} - t_{k}} \approx 21,1^{ \circ} С$.
Юный физик Федя приобрел два одинаковых небольших калориметра и очень точный термометр. В один из них Федя налил 100 г воды комнатной температуры и вставил в него термометр, который показал значение температуры $t_{к} = 20,3^{ \circ}$. Во второй калориметр Федя налил 100г кипящей воды. Затем он достал из первого калориметра термометр и поместил его во второй калориметр. Термометр дал показания $t_{1} = 99,2^{ \circ}$. Удивленный Федя опять поместил термометр в первый калориметр. Как вы думаете, что показал термометр в этом случае? (Атмосферное давление нормальное, теплоемкости калориметров пренебрежительно малы, потери теплоты отсутствуют).
Решение:
Во второй калориметр Федя залил кипящую воду, т.е. ее температура $t_{2} = 100^{ \circ} С$. Так как при измерении термометр показал температуру $t_{1} = 99,2^{ \circ} С$, то следует утверждать, что сам термометр имеет теплоемкость $C_{Т}$ , пренебречь который нельзя. Запишем уравнение теплового баланса для первого измерения: вода отдала термометру количество теплоты $Q = cm(t_{2} - t_{1})$ (где $c$ — удельная теплоемкость воды, $m$ — ее масса), столько же получил термометр $Q = C_{Т} (t_{1} - t_{k})$, поэтому
$cm(t_{2} - t_{1}) = C_{Т} (t_{1} - t_{k})$. (1)
Обозначим $t_{k}$ — температура, которая установится в первом калориметре, после опускания в него горячего термометра. Рассуждая аналогично, можно записать уравнение теплового баланса во втором случае
$cm(t_{x} - t_{k}) = C_{Т} (t_{1} - t_{x})$. (2)
Решая совместно (1) — (2) получим
$t_{k} = \frac{t_{1}(t_{2} t_{1}) + t_{k}(t_{1} - t_{k})}{t_{2} - t_{k}} \approx 21,1^{ \circ} С$.
