4. На сколько изменится температура воды объёмом Vв = 380 мл, если она получит всю энергию, выделившуюся при охлаждении медного цилиндра массой mм = 150 г от температуры tн = 90 °C до температуры tк = 20 °C? (Удельная теплоёмкость воды cв = 4,2·10³ Дж/(кг·°C); удельная теплоёмкость меди cм = 3,8·10² Дж/(кг·°C); плотность воды ρв = 1·10³ кг/м³.)

Объём воды переведём в единицы СИ и найдём её массу:

\(V_{в}=380\text{ мл}=3{,}8\cdot10^{-4}\text{ м}^3\).

\(m_{в}=\rho_{в}V_{в}=1\cdot10^3\cdot3{,}8\cdot10^{-4}=0{,}38\text{ кг}\).

Изменение температуры медного цилиндра по модулю:

\(\Delta t_{м}=90-20=70\ ^\circ\text{C}\).

Энергия, выделившаяся при охлаждении меди:

\(Q=c_{м}m_{м}\Delta t_{м}=3{,}8\cdot10^2\cdot0{,}15\cdot70=3990\text{ Дж}\).

Вся эта энергия нагревает воду, поэтому:

\(\Delta t_{в}=\frac{Q}{c_{в}m_{в}}=\frac{3990}{4{,}2\cdot10^3\cdot0{,}38}=2{,}5\ ^\circ\text{C}\).

Ответ: температура воды увеличится на 2,5 °C.