Решение:

Q₁ = Q₂, где Q₁ — количество теплоты, полученное водой, а Q₂ — количество теплоты, отданное железным бруском.

Q₁ = c₁m₁(t₂ - t₁), где с₁ — удельная теплоёмкость воды, m₁ — масса воды, t₁ и t₂ — начальная и конечная температура воды.

Q₂ = c₂m₂(t - t₀), где с₂ — удельная теплоёмкость железа, m₂ — масса железного бруска, t — температура, до которой был нагрет брусок, t₀ — начальная температура бруска.

Так как потерями теплоты пренебрегаем, приравняем правые части уравнений:

c₁m₁(t₂ - t₁) = c₂m₂(t - t₀).

Выразим из этого уравнения t:

t = (c₁m₁(t₂ - t₁)) / c₂m₂ + t₀.

Подставим значения:

t = (4200 Дж/(кг °С) 2 кг (20 °С - 15 °С)) / 460 Дж/(кг °С) * 0,3 кг + 20 °С ≈ 327 °С.

Ответ: железный брусок был нагрет до температуры примерно 327 °С.

Объяснение:

В данном решении используется уравнение теплового баланса, которое гласит, что количество теплоты, полученное одним телом, равно количеству теплоты, отданному другим телом.

В задаче железный брусок нагрет до некоторой температуры t, а затем опущен в воду. Вода получает тепло от бруска и нагревается. В результате температура воды увеличивается от t₁ до t₂.

Удельная теплоёмкость воды с₁ и удельная теплоёмкость железа с₂ — табличные значения. Масса воды m₁ и масса железного бруска m₂ известны из условия задачи. Начальная температура воды t₁ и начальная температура бруска t₀ также известны.

Решая уравнение теплового баланса, можно найти температуру t, до которой был нагрет железный брусок.