Question

Три цилиндра одинаковых высоты и радиуса, сделанные из алюминия, цинка и меди, нагрели до одинаковой температуры и поставили торцами на горизонтальную поверхность льда, имеющую температуру 0 °С. Когда установилось тепловое равновесие, цилиндры проплавили во льду цилиндрические углубления. Считая, что вся теплота, отводимая от цилиндров при их остывании, передавалась льду, определить, под каким из цилиндров углубление получилось больше.
1)  под цинковым
2)  под алюминиевым
3)  под медным
4)  под всеми тремя цилиндрами углубления получились одинаковыми

Answer 1

Полученное количество теплоты Q определяется как произведение массы тела, удельной теплоёмкости вещества и приращения температур. Q = cmt, Q = cpVt, где р — плотность вещества, V — объём цилиндра. При нагревании цилиндров до одной температуры им было сообщено разное количество теплоты, так как, во-первых, удельная теплоёмкость материалов, из которых они изготовлены, разная, во-вторых, имея одинаковые размеры, цилиндры имеют разную плотность и, следовательно, массу. Цилиндр, которому передали большее количество теплоты, проплавит большее углубление. Поскольку льда много, все цилиндры остынут до нулевой температуры, то есть величина t одинакова для всех цилиндров. Объёмы цилиндров одинаковы по условию, поэтому сравним произведения с для цинка, алюминия и меди, используя табличные данные. Величина рс наибольшая для меди, поэтому углубление получилось наибольшим для медного цилиндра.
Ответ:    3.