ID: 00003965
Температура в лаборатории поддерживается равной 20 °C. В помещение лаборатории вносят два медных бруска. Первый брусок имеет массу 5 кг и начальную температуру 100 °С, а второй — массу 1 кг и температуру 200 °С. Первый брусок кладут сверху второго. Примерно какую температуру будут иметь оба бруска при достижении теплового равновесия?
1) Оба бруска будут иметь температуру, равную примерно 150 °С, так как количество теплоты, которое отдаст более горячий брусок, равно количеству теплоты, которое получит более холодный брусок.
2) Оба бруска будут иметь температуру, равную примерно 117 °С, так масса более горячего бруска в 5 раз меньше, поэтому его температура изменится в пять раз больше по сравнению с более холодным бруском.
3) Оба бруска будут иметь температуру, равную примерно 20 °С, так как в процессе установления теплового равновесия будут участвовать не только оба бруска, но и воздух со всеми телами в лаборатории.
4) При достижении теплового равновесия установится средняя температура, равная примерно 107 °С.
Источник: ФИПИ
Если бы остывали только два бруска, их общая температура была бы около $117\,^\circ$C (учитывая, что у горячего бруска масса меньше). Но это ловушка.
В условии сказано, что в лаборатории поддерживается температура $20\,^\circ$C. Комната с воздухом и всеми предметами — это огромный «термостат», и в тепловом равновесии оба бруска в итоге остынут до температуры окружения, то есть примерно до $20\,^\circ$C (вариант 3).