Теплопередача — Задание 8 ЕГЭ по физике №00015139

Идея

Если бы потерь не было, общая температура была бы выше 40 °C. Раз она оказалась 40 °C, часть энергии ушла в окружающую среду. Запишем энергетический баланс от начала к концу: вода (50 °C → 40 °C) отдаёт теплоту, калориметр (20 °C → 40 °C) её часть забирает, а разница и есть потери наружу.

Шаг 1. Сколько отдала вода

Вода остыла с 50 до 40 °C, $c_в=4200$ Дж/(кг·°C), $m_в=0{,}2$ кг:

$Q_в=c_в m_в\,\Delta t_в=4200\cdot 0{,}2\cdot(50-40)=8400$ Дж.

Шаг 2. Сколько забрал калориметр

Алюминий нагрелся с 20 до 40 °C, $c_{Al}=900$ Дж/(кг·°C), $m=0{,}3$ кг:

$Q_{кал}=c_{Al} m\,\Delta t=900\cdot 0{,}3\cdot(40-20)=5400$ Дж.

Шаг 3. Потери в среду

Энергия, отданная водой, разошлась на нагрев калориметра и потери наружу:

$Q_{потери}=Q_в-Q_{кал}=8400-5400=3000$ Дж.