Двум брускам (медному и серебряному) одинаковой массы передано одно и то же количество теплоты. Температура какого бруска будет выше? Почему?

температура медного бруска будет выше

Объяснение:

Энергия, отдаваемая при охлаждении горячей воды, тратится на нагрев чайника. После достижения равновесия температура воды и чайника уравняются, обозначим равновесную температуру за T.

При охлаждении воды массой M1 от температуры T1 до T выделится энергия Q = C1 M1 (T1 - T)
При нагреве чайника массой M2 от температуры T2 до T поглотится энергия Q = C2 M2 (T - T2)

Уравнение теплового баланса: C1 M1 (T1 - T) = C2 M2 (T - T2)

Находим из него T:
C1 M1 T1 - C1 M1 T = C2 M2 T - C2 M2 T2
C1 M1 T1 + C2 M2 T2 = C1 M1 T + C2 M2 T [*]
(C1 M1 + C2 M2) T = C1 M1 T1 + C2 M2 T2
T = (C1 M1 T1 + C2 M2 T2) / (C1 M1 + C2 M2)

Подставляем числа (формула - отношение, поэтому достаточно, чтобы величины имели одинаковые размерности, переводить в СИ необязательно):
T = (4200 * 600 * 95 + 400 * 500 * 15) / (4200 * 600 + 400 * 500) = 89 °С

ответ. 89 °C.



Хочу сделать 2 замечания.
1) Исходные температуры были даны с точностью до двух знаков, поэтому у меня в ответе оставлены две значащие цифры. Если подставлять выражение в калькулятор, выйдет 89,117647..., но оставлять слишком большое количество знаков будет ошибкой.
2) Взглянем на выражение, помеченное [*]. Если думать, что нагретое до температуры T тело обладает энергией CMT, то написан закон сохранения энергии: в начальном и конечном состояниях суммарные энергии воды и чайника равны.

уравнение Менделеева-Клапейрона

 

из этого же уравнения выводятся несколько других

Закон Шарля (описывает изохорный процесс)

 

Закон Гей-Люссака (описывает изобарный процесс)

 

и Закон Бойля-Мариотта (описывает изотермический процесс)

 

их названия, конечно, знать вовсе не обезательно, и воводятся они из первого уравнения довольно легко.

 

также внутрянняя энергия идеального газа

где i - количество степеней свободы (для одноатомного газа 3, для двухатомного 5)

 

работа идеального газа

 

Также первый закон термодинамики

Q - кол-во теплоты, U - внутр. энергия, A - соверш. работа.