Опишите опыт, показывающий, что количество теплоты зависит от рода вещества, из которого состоит тело.

Один из классических опытов, демонстрирующих, что количество теплоты зависит от рода вещества, — это нагревание тел из разных материалов, но одинаковой массы, на одинаковое число градусов.

Представим себе следующий опыт: берем два одинаковых по массе тела, например по 1 кг, но сделанных из разных веществ — медь и воду. Помещаем каждое из них в отдельную калориметрическую установку (или просто одинаковые по размеру термостойкие сосуды) и начинаем нагревать их с помощью одинакового источника тепла (например, одинаковые спиртовки или электрические нагреватели с контролируемой подачей энергии).

После того как каждое тело нагреется на одну и ту же величину температуры, скажем на 10 °C, измеряется количество затраченной энергии, то есть теплоты. В ходе опыта будет замечено, что на нагрев воды требуется значительно больше теплоты, чем на нагрев меди на те же 10 °C.

Это происходит из-за различной удельной теплоемкости веществ — физической величины, показывающей, сколько теплоты необходимо, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 °C. Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4200 Дж/(кг·°C), а у меди — около 385 Дж/(кг·°C). То есть для нагрева 1 кг воды на 10 °C потребуется около 42 000 Дж, а для меди — всего около 3850 Дж.

Этот опыт ярко показывает, что количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела, зависит не только от массы и изменения температуры, но и от рода вещества, из которого состоит тело.