Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Мы знаем, что тепло, переданное алюминиевой детали, равно теплу, полученному водой.
Даны данные:
- Масса алюминиевой детали \( m_{Al} = 0.2 \, \text{кг} \)
- Масса воды \( m_{H2O} = 80 \, \text{г} = 0.08 \, \text{кг} \)
- Начальная температура воды \( T_{H2O} = 0 \, \text{°C} \)
- Конечная температура калориметра \( T_{конечная} = 100 \, \text{°C} \)
- Удельная теплоемкость алюминия \( c_{Al} \approx 900 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
- Удельная теплоемкость воды \( c_{H2O} \approx 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
Обозначим начальную температуру алюминиевой детали как \( T_{Al} \).
Согласно закону сохранения энергии, количество теплоты, отданное алюминиевой деталью, будет равно количеству теплоты, полученному водой:
\[ m_{Al} \cdot c_{Al} \cdot (T_{Al} - T_{конечная}) = m_{H2O} \cdot c_{H2O} \cdot (T_{конечная} - T_{H2O}) \]
Подставим известные значения:
\[ 0.2 \cdot 900 \cdot (T_{Al} - 100) = 0.08 \cdot 4200 \cdot (100 - 0) \]
Теперь упростим правую часть уравнения:
\[ 0.2 \cdot 900 \cdot (T_{Al} - 100) = 0.08 \cdot 4200 \cdot 100 \] \[ 0.2 \cdot 900 \cdot (T_{Al} - 100) = 33600 \]
Теперь поделим обе стороны уравнения на \( 0.2 \cdot 900 \):
\[ T_{Al} - 100 = \frac{33600}{0.2 \cdot 900} \] \[ T_{Al} - 100 = \frac{33600}{180} = 186.67 \]
Теперь найдем \( T_{Al} \):
\[ T_{Al} = 186.67 + 100 = 286.67 \, \text{°C} \]
Таким образом, начальная температура алюминиевой детали была примерно \( 286.67 \, \text{°C} \).