При рассмотрении вопроса о том, какой из трех цилиндров — медный, стальной или алюминиевый — нагреется быстрее в горячей воде, ключевым фактором является удельная теплоемкость материала каждого цилиндра. Удельная теплоемкость указывает на количество тепла, необходимого для повышения температуры единицы массы вещества на один градус Цельсия.
Вот удельные теплоемкости для каждого из рассматриваемых металлов:
- Медь: Удельная теплоемкость составляет около 0.385 Дж/(г·°C).
- Сталь: Удельная теплоемкость варьируется в зависимости от состава, но обычно она составляет около 0.49 Дж/(г·°C).
- Алюминий: Удельная теплоемкость составляет около 0.897 Дж/(г·°C).
Чем ниже удельная теплоемкость, тем меньше тепла нужно для изменения температуры тела, и, следовательно, тем быстрее тело нагревается.
Сравнивая эти значения, мы видим, что медь имеет самую низкую удельную теплоемкость. Это означает, что медный цилиндр будет нагреваться быстрее всех, так как для повышения его температуры требуется меньше тепла по сравнению с алюминиевым и стальным цилиндрами.
Таким образом, в условиях, когда все цилиндры имеют одинаковую массу и находятся в одинаковой среде, именно медный цилиндр нагреется быстрее остальных.