В связи с тепловым балансом, вода и кружка стали иметь одинаковую температуру. Найдем эту температуру:

t = t1 - Δt = 80-4 = 76 °C

Таким образом, изменение температуры кружки составило:

Δtk = t - t2 = 76 - 20 = 56 °C

Количество теплоты, отданное водой:

Q = cv*mv*Δt (1)

где cv – теплоемкость воды (4200 Дж*кг/°С)

mv – масса воды (равна объему в литрах — 0.5 кг)

Δt – изменение температуры

Естественно, кружка получила это же количество теплоты:

Q = ck*mk*Δtk (2)

где обозначения аналогичны (1).

Левые части (1) и (2) равны, значит, правые части также равны:

cv*mv*Δt = ck*mk*Δtk

Отсюда

ck*mk = cv*mv*Δt/Δtk

Как известно, теплоемкость — это такое количество теплоты, которые необходимо сообщить телу массой 1 кг, чтобы его температура изменилась на 1 °С.

Таким образом, массу mk кружки мы принимаем равной 1. Тогда:

ck*1 = cv*mv*Δt/Δtk

ck = cv*mv*Δt/Δtk = 4200*0.5*4/56 = 150 (Дж/°С)