Номер 4.21, страница 20 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 4. Удельная теплоемкость. Уравнение теплового баланса - номер 4.21, страница 20.

Условие.

4.21. В каком случае горячая вода в стакане охладится больше: если в стакан опустить серебряную или алюминиевую ложку? Масса ложек одинакова.

Решение.

Решение

Охлаждение горячей воды в стакане происходит за счет теплообмена между водой и ложкой. Вода отдает тепло, а ложка его поглощает до тех пор, пока их температуры не выровняются, то есть пока не наступит тепловое равновесие. Вода охладится сильнее в том случае, если ложка поглотит большее количество теплоты.

Количество теплоты $\text{Q}$, которое необходимо для нагревания тела, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$

где $\text{c}$ – удельная теплоёмкость вещества, $\text{m}$ – масса тела, а $\Delta t$ – изменение его температуры.

По условию задачи, массы серебряной и алюминиевой ложек одинаковы. Начальная температура у них также одинакова (комнатная). Чтобы определить, какая ложка поглотит больше тепла, нужно сравнить удельные теплоёмкости серебра и алюминия.

Обратимся к справочным данным:
Удельная теплоёмкость серебра: $c_{серебра} \approx 240 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$
Удельная теплоёмкость алюминия: $c_{алюминия} \approx 920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Удельная теплоёмкость алюминия почти в 4 раза больше, чем у серебра. Это означает, что для нагревания алюминиевой ложки на ту же температуру потребуется поглотить значительно большее количество теплоты, чем для серебряной ложки той же массы.

Следовательно, алюминиевая ложка заберёт у воды больше тепла, и вода в стакане с алюминиевой ложкой охладится сильнее.

Ответ: Горячая вода в стакане охладится больше, если в неё опустить алюминиевую ложку.