С какой температурой воздух в комнате размерами 5 × 4 × 3 м изменится после получения некоторого количества теплоты?

Тема: Теплообмен в системе комната-воздух

Пояснение:
Для того чтобы определить, как изменится температура воздуха в комнате после получения определенного количества теплоты, мы должны использовать уравнение теплового баланса. В случае комнаты, мы можем применить следующую формулу:

Q = mcΔT,

где Q - полученное количество теплоты, m - масса воздуха в комнате, c - удельная теплоемкость воздуха и ΔT - изменение температуры.

Для нахождения m - массы воздуха, нужно умножить плотность воздуха на объем комнаты (ρ = 1,225 кг/м³):

m = ρV,

где V - объем комнаты.

Теперь, если у нас есть полученное количество теплоты Q, и мы знаем, что исходная температура воздуха в комнате была T₀, мы можем решить уравнение для ΔT и найти конечную температуру T₁:

ΔT = Q / (mc),

T₁ = T₀ + ΔT.

Пример использования:
Предположим, что в комнате размерами 5 × 4 × 3 м получено 2000 Дж теплоты. Изначальная температура воздуха в комнате составляет 20 °C. Найдем изменение и конечную температуру.

1. Найдем массу воздуха:
V = 5 × 4 × 3 = 60 м³,
m = 1,225 кг/м³ × 60 м³ = 73,5 кг.

2. Рассчитаем изменение температуры:
ΔT = 2000 Дж / (73,5 кг × c).

3. Учитывая, что удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении составляет около 1005 Дж/кг×°C, получим:
ΔT = 2000 Дж / (73,5 кг × 1005 Дж/кг×°C).

4. Отсюда:
ΔT ≈ 0,027 °C.

5. Найдем конечную температуру:
T₁ = 20 °C + 0,027 °C.

6. Получим:
T₁ ≈ 20,027 °C.

Совет:
Если вы хотите лучше понять эту тему, рекомендуется изучить удельную теплоемкость различных веществ, так как она может различаться в зависимости от природы вещества.

Упражнение:
Как изменится температура воздуха в комнате размерами 8 × 6 × 4 м, если в ней получено 5000 Дж теплоты? Изначально температура воздуха в комнате составляет 25 °C. Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна 1005 Дж/кг×°C.