Оловянный и латунный шары одинаковой массы, взятые при температуре 200С, опустили в горячую воду. Одинаковое ли количество теплоты получат шары от воды при нагревании?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть, как различие в материалах шаров (олово и латунь) влияет на количество теплоты, которое они получают от воды при нагревании.

Количество теплоты $Q$, переданное телу, рассчитывается по формуле:

где:

• $m$ — масса тела,
• $c$ — удельная теплоёмкость материала,
• $\Delta T$ — изменение температуры тела.

Дано:

1. Масса шаров одинакова ($m$ у оловянного и латунного шаров одинаково).
2. Температура воды выше начальной температуры шаров ($20^\circ \text{С}$), так что шары нагреваются. Предположим, конечная температура шаров ($T_{\text{конечная}}$) одинакова, так как они погружаются в одну и ту же воду.

Что влияет на количество теплоты?

Единственная переменная, которая различается у шаров, — это удельная теплоёмкость материала ($c$).

• Удельная теплоёмкость олова ($c_{\text{олово}}$) отличается от удельной теплоёмкости латуни ($c_{\text{латунь}}$).
• Например, удельная теплоёмкость олова составляет около $230 \, \text{Дж}/\text{кг·К}$, тогда как у латуни — примерно $380 \, \text{Дж}/\text{кг·К}$.

Если удельная теплоёмкость выше, материал требует больше теплоты для нагрева на ту же величину температуры ($\Delta T$).

Итог:

Так как удельная теплоёмкость олова и латуни различается, количество теплоты, которое получают шары, будет разным. Латунный шар получит больше теплоты от воды, чем оловянный, потому что латунь имеет более высокую удельную теплоёмкость.