Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00007494

Дано:

два стаканчика с одинаковым количеством кипятка, два термометра с разной массой спирта $m_1 \lt m_2$ (маленький и большой).

Найти:

покажут ли термометры одинаковую температуру ⠀

Решение:

При погружении термометра в горячую воду система «вода — спирт» приходит в тепловое равновесие. Запишем уравнение теплового баланса: $$Q_{\text{охл воды}} = Q_{\text{нагр спирта}}$$ $$c_{\text{воды}} \cdot m_{\text{воды}} \cdot \Delta T_{\text{воды}} = c_{\text{сп}} \cdot m_{\text{сп}} \cdot \Delta T_{\text{сп}}$$ В обоих случаях: масса воды одинакова, удельная теплоёмкость воды одинакова. Предположим, что вода остывает до одинаковой конечной температуры (теплообмен происходит в одинаковых условиях), тогда $\Delta T_{\text{воды}} = \text{const}$, а левая часть уравнения постоянна. Поскольку $c_{\text{сп}} = \text{const}$ (одно вещество), а $m_{\text{сп}}^{\text{бол}} \gt m_{\text{сп}}^{\text{мал}}$, то: $$\Delta T_{\text{сп}}^{\text{бол}} \lt \Delta T_{\text{сп}}^{\text{мал}}$$ Большой термометр содержит много спирта — одинаковое количество теплоты нагревает его меньше. Маленький термометр содержит мало спирта — нагревается сильнее. Таким образом, термометры покажут разную температуру: маленький покажет выше, большой — ниже.