Wyznacz doświadczalnie ciepło właściwe wody, korzystając z czajnika elektrycznego, wagi, termometru i stopera. W przybliżeniu zakładamy, że cała energia elektryczna dostarczona przez czajnik zostaje przekazana wodzie:
\( Q = P \cdot t = m \cdot c \cdot \Delta T \)
stąd
\( c = \dfrac{P \cdot t}{m \cdot \Delta T} \)
gdzie \(P\) — moc czajnika (z tabliczki znamionowej), \(t\) — czas grzania, \(m\) — masa wody, \(\Delta T = T_k - T_0\) — przyrost temperatury.
Uwaga: w rzeczywistości część dostarczonej energii ogrzewa również obudowę i element grzejny czajnika (pojemność cieplna \(C_k\)), a nie samą wodę. Pełniejszy bilans energii wygląda tak:
\( P \cdot t = m \cdot c_w \cdot \Delta T + C_k \cdot \Delta T \)
Uczeń, licząc naiwnie \( c = Pt/(m\Delta T) \) bez znajomości \(C_k\), dostaje w efekcie:
\( c_{pom} = c_w + \dfrac{C_k}{m} \)
czyli wynik systematycznie zawyżony względem wartości tablicowej \( c_w = 4186\ \text{J}/(\text{kg}\cdot\text{K}) \) (niektóre podręczniki podają zaokrągloną wartość 4200 J/(kg·K)) — tym bardziej, im mniejsza jest masa gotowanej wody (mała porcja wody „dzieli” tę samą pojemność cieplną czajnika).
Wartość \(C_k\) przyjęta w tej symulacji (80–120 J/K, zależnie od czajnika) jest parametrem modelu dydaktycznego, dobranym poglądowo, a nie zmierzoną wartością fizyczną konkretnych urządzeń rynkowych.
Ciepło właściwe wody zależy nieznacznie od temperatury; wartość \(c_w = 4186\ \text{J}/(\text{kg}\cdot\text{K})\) traktujemy tutaj jako szkolną wartość odniesienia, stałą w całym zakresie doświadczenia. Ten efekt jest jednak znacznie mniejszy niż błąd wynikający z pominięcia ogrzewania czajnika, więc nie wpływa istotnie na wynik.
Jeżeli jako punkt końcowy przyjmiemy rozpoczęcie wrzenia, temperatura końcowa zależy od bieżącego ciśnienia atmosferycznego i nie musi wynosić dokładnie 100°C — na dużej wysokości n.p.m. będzie niższa. Dlatego zatrzymanie pomiaru wcześniej, jeszcze przed wrzeniem, jest równie poprawną (a czasem wygodniejszą) metodą — patrz krok 4.
