Задание OGEPHYSCFFE85: Нагревание и охлаждение тел. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость:

Алюминиевый калориметр имеет массу m_а = 100 г = 0,1 кг, вода — m_в = 200 г = 0,2 кг. Они получают энергию от спирали сопротивлением R = 2 Ом при напряжении U = 12 В в течение τ = 5 мин = 300 с. Потери составляют 25%, поэтому полезная доля η = 0,75.
Электрическая энергия:
A = U²τR.
A = 12² · 3002 Дж = 21600 Дж.
Полезная теплота:
Q_пол = ηA.
Q_пол = 0,75 · 21600 Дж = 16200 Дж.
Вода и калориметр нагреваются на одинаковое число градусов. При c_а = 920 и c_в = 4200 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹ баланс даёт
Q_пол = (c_а · m_а + c_в · m_в)Δt.
Δt = Q_полc_а · m_а + c_в · m_в.
Δt = 16200920 · 0,1 + 4200 · 0,2 °C ≈ 17,38 °C.
Проверка: суммарная теплоёмкость равна 932 Дж·°C⁻¹. При увеличении температуры на 16200÷932 °C она поглощает ровно 16200 Дж. Оставшиеся 5400 Дж равны 25% электрической энергии. Искомое значение — рост температуры, а не конечная температура, поскольку точное начальное значение не задано. Ответ: примерно 17,4 °C, или 17 °C при округлении до целых.