Ilość ciepła oddawana przez różne ciała ostygające

Chcąc lepiej poznać rozmaite zachowanie się ciał w zależności tylko od ich ciepła właściwego, rozważmy następujące doświadczenie.

Bierzemy na wagę dwie równe ilości: wody i drobnych gwoździ żelaznych (po 100 gr.), następnie dwie większe zlewki, zawierające każda po 200 gr. wody o temperaturze pokojowej. Wspomniane 100 gr. żelaza ogrzewamy w następujący sposób: gwoździe, umieszczone w probówce z cienkiego szkła, wkładamy do naczynia z wodą, którą ogrzewamy do wrzenia i podtrzymujemy je w ciągu kwadransa, zatkawszy z lekka probówkę watą (żeby gwoździe nie stygły). Wtedy i 100 gr. wody w osobnej zlewce również doprowadzamy do wrzenia, przy czym należy się starać, żeby 100 gr. wody zaczęło wrzeć wtedy, gdy gwoździe żelazne już około kwadransa znajdują się w temperaturze 100 stopni Celsjusza. Teraz owe 100 gr. zagotowanej wody i 100 gr. żelaza, ogrzanych ciepłem wrzącej wody również do 100 stopni Celsjusza, wrzucamy jednocześnie, lecz każde z osobna do dwóch poprzednio wspomnianych zlewek zawierających po 200 gr. wody. Po wrzuceniu żelaza do jednego i wlaniu wody do drugiego należy za pomocą szklanych laseczek szybko wymieszać te płyny i wtedy zbadać temperaturę każdego z nich. Co się okazuje?

Oto dwie jednakowo wielkie ilości wody (po 200 gr.) o temperaturze pokojowej po wrzuceniu do nich tych samych na wagę ilości żelaza i wody, każde o temperaturze 100 stopni C. ogrzały się do zupełnie różnych temperatur. Szklanka z samą tylko wodą okaże się znacznie cieplejszą od szklanki z żelazem i wodą. Znaczy to, że 100 gr. wody i 100 gr. żelaza, ostygając oddały rozmaitą ilości ciepła (kalorie).

Już wiemy, że dla ogrzania 1 gr. różnych ciał o 1 stopień C. potrzeba nie 1 kalorii ciepła, jak dla wody, lecz innych ilości, zwykle mniejszych od jednej kalorii. Jeśli dla ogrzania 1 gr. żelaza o 1 stopień C trzeba mnie niż jednej kalorii ciepła, to zrozumiałym jest, że tenże gram ostygając o 1 stopień C. odda również tyle samo, ile przedtem potrzebował dla swego ogrzania, tj. mniej niż 1 kalorię, właściwie tylko 1/10 kalorii, ponieważ takie jest jego ciepło właściwe.

Przeciwnie, każdy gram wody, ostygając o 1 stopień C. oddaje 1 kalorię, czyli znacznie więcej od ostygającego w tych samych warunkach żelaza.

A więc nic dziwnego, że 200 gr. wody w obydwu wypadkach ogrzały się niejednakowo: woda z żelazem znacznie niżej, ponieważ 100 gr. wody, stygnąc, dało ciepła w tych samych warunkach daleko więcej, niż ostygające 100 gr. żelaza.

Różne ciała zatem mają rozmaite ciepło właściwe, zwykle mniejsze, jak to mówiliśmy, od ciepła właściwego wody, tj. od 1, bo dla ogrzania jednego ich grama o 1 stopni C. potrzebują mniej niż jednej kalorii. Na przykład ciepło właściwe żelaza = 0,1; szkła = 0,2; spirytusu = 0,6; rtęci  = 0,03 itd.