На одинаковые газовые горелки поставили два одинаковых плотно закупоренных сосуда вместимостью по 1 л. В одном сосуде находится вода, а в другом - воздух. Какой сосуд быстрее нагревается на 50 °С? Почему?
Условие:
\( V = 1 \, \text{м}^3 \),
\( \Delta T = 50 \, \text{К} \),
\( c_p = 4200 \, \text{Дж/(кг·К)} \),
\( c_2 = 717 \, \text{Дж/(кг·К)} \),
\( \rho_1 = 1 \, \text{кг/м}^3 \),
\( \rho_2 = 1,2 \, \text{кг/м}^3 \).
Найти:
\( T_1 > T_2 \, ? \)
Решение:
Энергетический баланс:
\(A = Q,\)
\(P_{T_1} = c_p \rho_1 V \Delta T,\)
\(P_{T_2} = c_2 \rho_2 V \Delta T.\)
Сравним \( \frac{T_1}{T_2} \):
\(\frac{T_1}{T_2} = \frac{c_p \rho_1}{c_2 \rho_2} = \frac{4200 \cdot 10^3}{717 \cdot 1,2}.\)
Вычислим:
\(\frac{T_1}{T_2} = \frac{4200\cdot10^3}{860,4} \approx 4880.\)
Следовательно, \( T_1 > T_2 \).
Ответ:
\(T_1 > T_2\).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
На одинаковые газовые горелки поставили два одинаковых плотно закупоренных сосуда вместимостью по 1 л. В одном сосуде находится вода, а в другом - воздух. Какой сосуд быстрее нагревается на 50 °С? Почему?