Uzasadnienie:
Kula stalowa i aluminiowa maja takie same rozmiary, ale różne masy. Mają też inne ciepła właściwe, więc pomimo nagrzania kul do takich samych temperatur każda z nich zgromadzi w sobie inną ilość ciepła. Następnie kule są umieszczane w wodzie i oddają jej część swojego ciepła. Chcemy ustalić, która z kul oddała tego ciepła mniej, czyli która z nich o mniejszą wartość obniżyła swoją temperaturę (już po ochłodzeniu i osiągnieciu równowagi termodynamicznej z wodą).
Musimy wyrazić masę każdej z kul przy pomocy jej gęstości.
Możemy zapisać, że:
Zatem:
Zapiszmy ciepła jakie może oddać każda z kul.
▶ kula stalowa:
gdzie:
- ciepło oddane przez stalową kulę,
- gęstość stali,
- objętość stalowej kuli,
- ciepło właściwe stali,
- zmiana temperatury stalowej kuli.
▶ kula aluminiowa:
gdzie:
- ciepło oddane przez aluminiową kulę,
- gęstość aluminium,
- objętość aluminiowej kuli,
- ciepło właściwe aluminium,
- zmiana temperatury aluminiowej kuli.
Wyraźmy iloraz tych ciepeł:
Kule mają takie same średnice, czyli identyczne objętości.
Zatem:
Podstawiamy dane liczbowe:
Stąd:
Otrzymujemy:
Widzimy, że stalowa kula może zmagazynować około razy więcej ciepła niż aluminiowa kula. Dzięki temu zmiana temperatury stalowej kuli będzie mniejsza niż kuli aluminiowej.
Odpowiedź:
Wyższa temperatura końcowa ustali się w naczyniu z kulą stalową.
Rafał Guzik
Nauczyciel fizyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

