В данной задаче мы должны найти температуру содержимого калориметра, когда в нем установится тепловое равновесие.
Для решения этой задачи рассмотрим закон сохранения энергии. Поскольку система изолирована и нет утечек тепла, энергия, переданная медному цилиндру, должна быть равна энергии, полученной водой. Уравнение, описывающее это, можно записать следующим образом:
масса медного цилиндра * удельная теплоемкость меди * изменение температуры медного цилиндра = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры воды.
Масса медного цилиндра равна 200 г, масса воды равна 100 г, удельная теплоемкость меди равна 0,385 Дж/г·°C, а удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г·°C.
Теперь мы можем записать уравнение:
200 г * 0,385 Дж/г·°C * (T - T1) = 100 г * 4,18 Дж/г·°C * (T - T2),
где T1 - исходная температура медного цилиндра, T2 - исходная температура воды, а T - температура, когда установится тепловое равновесие.
Теперь мы можем решить это уравнение относительно T. Упростим его:
200 * 0,385 (T - T1) = 100 * 4,18 (T - T2).
77 *(T - T1) = 418 * (T - T2).
77T - 77T1 = 418T - 418T2.
77T - 418T = - 77T1 - 418T2.
341T = 77T1 + 418T2.
T = (77T1 + 418T2)/341.
Таким образом, температура содержимого калориметра, когда в нем установится тепловое равновесие, будет равна (77T1 + 418T2)/341, где T1 - исходная температура медного цилиндра, T2 - исходная температура воды.
