Задача: что потребует большего количества теплоты для нагревания на 1 градус Цельсия: 100 г воды или 109 г меди?
Решение (пошагово):
- Формула: Q = m · c · ΔT, где Q — количество теплоты, m — масса, c — удельная теплоёмкость, ΔT — изменение температуры.
- Здесь ΔT = 1 °C.
- Удельные теплоёмкости:
- Вода: c_w ≈ 4,18 Дж/(г·°C)
- Медь: c_m ≈ 0,385 Дж/(г·°C)
- Вода:
- m = 100 г
- Q_w = 100 г · 4,18 Дж/(г·°C) · 1 °C = 418 Дж
- Медь:
- m = 109 г
- Q_m = 109 г · 0,385 Дж/(г·°C) · 1 °C ≈ 41,9 Дж (округлено ≈ 42 Дж)
Сравнение:
- Вода требует ≈ 418 Дж.
- Медь требует ≈ 42 Дж.
Вывод: 100 г воды требуют примерно в 10 раз больше теплоты для повышения на 1 °C, чем 109 г меди. Это связано с значительно большей удельной теплоёмкостью воды по сравнению с медью.
Дополнительная заметка (для понимания): если бы передать одинаковую теплоту Q = 418 Дж, температура меди повысилась бы примерно на ΔT ≈ Q / (m·c) = 418 / (109 · 0,385) ≈ 9,9 °C, тогда как вода поднялась бы на 1 °C.