Лабораторная работа № 2. Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела. Цель работы: определить удельную теплоёмкость металлического цилиндра. Приборы и материалы: стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический цилиндр на нити, сосуд с горячей водой. Указания к работе: 1. Налейте в калориметр воду массой 100—150 г комнатной температуры. Измерьте температуру воды. 2. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой. Измерьте его температуру (эта температура и будет начальной температурой цилиндра). Затем опустите его в калориметр с водой. 3. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра. 4. С помощью весов определите массу металлического цилиндра, предварительно обсушив его. 5. Все данные измерений запишите в таблицу: масса воды в калориметре m₁, кг; начальная температура воды t₁, °C; масса цилиндра m₂, кг; начальная температура цилиндра t₂, °C; общая температура воды и цилиндра t, °C.

Числовые результаты нужно получить экспериментально: в таблице на изображении измерения не заполнены. Поэтому фактическое значение удельной теплоёмкости определить нельзя без измеренных масс и температур.

При пренебрежении теплоёмкостью калориметра и потерями тепла используем закон сохранения энергии: тепло, полученное водой, равно теплу, отданному цилиндром.

Вода получает количество теплоты \(Q_1=c_{в}m_1(t-t_1)\), где \(c_{в}=4200\) Дж/(кг·°C). Цилиндр отдаёт \(Q_2=c m_2(t_2-t)\).

Приравниваем количества теплоты: \(c_{в}m_1(t-t_1)=c m_2(t_2-t)\).

Выражаем удельную теплоёмкость цилиндра: \(c=\frac{c_{в}m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)}\).

Подставьте в эту формулу измеренные значения из таблицы, выраженные в килограммах и градусах Цельсия. Чтобы завершить расчёт, нужны значения \(m_1, t_1, m_2, t_2\) и \(t\).