Что потребует большего количества теплоты для нагревания на 1 °С: 100 г воды или 100 г меди?

Для того чтобы определить, что потребует большего количества теплоты для нагревания на 1 °С: 100 г воды или 100 г меди, нужно сравнить их теплоёмкости. Теплоёмкость показывает, какое количество теплоты необходимо затратить для нагрева вещества на 1 °С на единицу массы.

Формула для расчета количества теплоты выглядит следующим образом:

где:

• $Q$ — количество теплоты,
• $c$ — удельная теплоёмкость вещества,
• $m$ — масса вещества,
• $\Delta T$ — изменение температуры.

Поскольку масса $m$ и изменение температуры $\Delta T$ одинаковы (100 г и 1 °С соответственно), сравнение сводится к сравнению удельной теплоёмкости $c$.

Удельная теплоёмкость воды составляет примерно 4.18 Дж/(г·°С). Это значит, что для нагрева 1 г воды на 1 °С требуется 4.18 Дж энергии.

Удельная теплоёмкость меди составляет около 0.39 Дж/(г·°С). Это значит, что для нагрева 1 г меди на 1 °С требуется всего 0.39 Дж энергии.

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого вещества при массе 100 г и нагреве на 1 °С:

1. Для воды:

   $$Q_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{Дж/г·°С} \times 100 \, \text{г} \times 1 \, \text{°С} = 418 \, \text{Дж}$$

2. Для меди:

   $$Q_{\text{медь}} = 0.39 \, \text{Дж/г·°С} \times 100 \, \text{г} \times 1 \, \text{°С} = 39 \, \text{Дж}$$

Из расчетов видно, что для нагревания воды на 1 °С требуется 418 Дж, а для нагревания меди на ту же величину — всего 39 Дж. Таким образом, для нагревания 100 г воды на 1 °С потребуется значительно больше теплоты, чем для нагревания такого же количества меди.

Это связано с тем, что вода обладает высокой удельной теплоёмкостью. Вода способна поглощать и сохранять большое количество энергии при изменении температуры, что делает её хорошим теплоаккумулятором. Медь же, как металл, имеет значительно меньшую удельную теплоёмкость, и поэтому нагревается и остывает быстрее при том же количестве подведённой или отведённой энергии.