По куску алюминия и по куску платины, массы которых равны, ударили молотком с одной и той же силой одинаковое количество раз. Определи и обоснуй, какой кусок больше нагреется. Удельная теплоёмкость алюминия равна 920 Дж/(кг·°C), удельная теплоёмкость платины равна 130 Дж/(кг·°C). Выбери и отметь правильный ответ.
а) Больше нагреется кусок платины, так как его удельная теплоёмкость меньше.
б) Больше нагреется кусок алюминия, так как его удельная теплоёмкость больше.
в) Оба куска нагреются одинаково, так как над ними выполняется одна и та же работа.
г) Оба куска нагреются одинаково, так как равны их массы.

Правильный ответ: а) Больше нагреется кусок платины, так как его удельная теплоёмкость меньше.

Обоснование:

По условию задачи массы алюминия и платины одинаковы. По обоим кускам ударили молотком с одинаковой силой одинаковое количество раз. Будем считать, что при этом обоим кускам передано одинаковое количество энергии, которое пошло на их нагревание.

Количество теплоты определяется по формуле:

где:

• $Q$ — количество теплоты;

• $c$ — удельная теплоёмкость вещества;

• $m$ — масса тела;

• $\Delta t$ — изменение температуры.

Из формулы выразим изменение температуры:

Поскольку массы тел и полученное количество энергии одинаковы, чем меньше удельная теплоёмкость вещества, тем сильнее оно нагревается.

Удельная теплоёмкость алюминия составляет 920 Дж/(кг·°C), а платины — 130 Дж/(кг·°C).

Следовательно, при одинаковом количестве полученной энергии платина нагреется в $920/130\approx7{,}1$ раза сильнее алюминия.

Ответ: а) Больше нагреется кусок платины, так как его удельная теплоёмкость меньше.