Вопрос школьника
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 16 °С воздуха в комнате, размер которой 4 х 5 х 3 м? Воду какой массы можно нагреть на 16° С этим количеством теплоты?
Плотность воздуха 1,3 кг/м3.
Ответ от учителя
Для расчета количества теплоты, необходимой для нагревания воздуха в комнате, воспользуемся формулой:
Q = mcΔT,
где Q — количество теплоты, м — масса воздуха, c — удельная теплоемкость воздуха, ΔT — изменение температуры.
Масса воздуха в комнате можно найти, умножив его объем на плотность:
m = Vρ = 4 х 5 х 3 м х 1,3 кг/м3 = 78 кг.
Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении составляет около 1,005 кДж/(кг·К).
Тогда количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха на 16 °С, будет равно:
Q = mcΔT = 78 кг х 1,005 кДж/(кг·К) х 16 °C = 12528,48 кДж.
Чтобы найти массу воды, которую можно нагреть на 16 °С этим количеством теплоты, воспользуемся формулой:
Q = mcΔT,
где m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды составляет около 4,184 кДж/(кг·К).
Тогда масса воды будет равна:
m = Q/(cΔT) = 12528,48 кДж/(4,184 кДж/(кг·К) х 16 °C) = 187,5 кг.
Таким образом, для нагревания воздуха в комнате размером 4 х 5 х 3 м на 16 °С потребуется 12528,48 кДж теплоты, а этим же количеством теплоты можно нагреть 187,5 кг воды на 16 °С.
