Номер 2, страница 84 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

У какого из веществ, приведённых в таблице, изменение температуры окажется максимальным при сообщении им одинакового количества теплоты, если их массы равны?

Дано:

$Q_{алюминий} = Q_{железо} = Q_{олово} = Q_{свинец} = Q_{цинк} = Q$
$m_{алюминий} = m_{железо} = m_{олово} = m_{свинец} = m_{цинк} = m$
Удельные теплоёмкости веществ (переведённые в СИ):
$c_{алюминий} = 0,92 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг \cdot К} = 920 \frac{Дж}{кг \cdot К}$
$c_{железо} = 0,46 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг \cdot К} = 460 \frac{Дж}{кг \cdot К}$
$c_{олово} = 0,25 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг \cdot К} = 250 \frac{Дж}{кг \cdot К}$
$c_{свинец} = 0,12 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг \cdot К} = 120 \frac{Дж}{кг \cdot К}$
$c_{цинк} = 0,40 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг \cdot К} = 400 \frac{Дж}{кг \cdot К}$

Найти:

Вещество с максимальным изменением температуры $\Delta T_{max}$.

Решение:

Количество теплоты $Q$, которое необходимо сообщить телу для изменения его температуры на $\Delta T$, определяется по формуле: $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$ где $c$ — удельная теплоёмкость вещества, а $m$ — его масса.

Чтобы найти изменение температуры $\Delta T$, выразим его из этой формулы: $\Delta T = \frac{Q}{c \cdot m}$

Согласно условию задачи, всем веществам сообщается одинаковое количество теплоты $Q$, и их массы $m$ равны. Из формулы видно, что изменение температуры $\Delta T$ обратно пропорционально удельной теплоёмкости вещества $c$. Это значит, что чем меньше удельная теплоёмкость вещества, тем сильнее оно нагреется (т.е. тем больше будет изменение его температуры).

Следовательно, чтобы найти вещество с максимальным изменением температуры, нужно найти вещество с минимальной удельной теплоёмкостью. Сравним значения удельных теплоёмкостей из таблицы: $c_{свинец} (120 \frac{Дж}{кг \cdot К})$ < $c_{олово} (250 \frac{Дж}{кг \cdot К})$ < $c_{цинк} (400 \frac{Дж}{кг \cdot К})$ < $c_{железо} (460 \frac{Дж}{кг \cdot К})$ < $c_{алюминий} (920 \frac{Дж}{кг \cdot К})$.

Наименьшей удельной теплоёмкостью обладает свинец. Поэтому при одинаковых условиях (равные массы и равное подведённое количество теплоты) изменение температуры свинца будет максимальным.

Ответ: свинец.