5.59. Яким чином туристи можуть нагріти намет, укладаючи в нього 3 цеглини розміром 25x12x8 см, підігріті у багатті

Магнитный_Магнат

58

Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы термодинамики и формулы для расчета передачи тепла.

Первым шагом нам нужно найти количество тепла, которое передается от горящих кирпичей в намет. Для этого воспользуемся формулой:

$$Q=mc\mathrm{\Delta }T$$

где $Q$ - количество тепла, $m$ - масса объекта, $c$ - удельная теплоемкость материала, а $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Мы знаем, что у нас есть 3 кирпича, масса каждого кирпича равна $25\times 12\times 8$ см (или 2400 см³) и плотность кирпичей равна 2,7 г/см³. Следовательно, общая масса всех трех кирпичей будет:

$$m=3\times 2400\times 2,7=19440\text{)}г(или19,44кг).Теперьнамнужнонайтиизменениетемпературы\text{(}\mathrm{\Delta }T\text{)},основываясьнаисходнойтемпературекирпичей(90°С),температуреохлаждения(30°С)иповышениитемпературывнутринамета(8°С):\text{(}\mathrm{\Delta }T=(30+8)-90=-52\text{)}°С.Удельнаятеплоемкостькирпичаможетбытьпринятаравной0,84Дж/г·°C.Теперьмыможемнайтиколичествотепла,котороебылопереданооткирпичейвнамет:\text{[}Q=19440\times 0,84\times (-52)=-855772,8\text{)}Дж.Вданнойзадаченамнужнонайтидолюэтогоколичестватепла,котороепереходитнанагреввоздухавнутринамета.Дляэтогонамнужнознатьобщуюэнергию,выделяемуюкирпичами,иобщуюэнергию,необходимуюдлянагревавоздухавнутринамета.Объемнаметанеуказанвзадаче.Давайтеобозначимегоза\text{(}V\text{)}ипродолжимрешатьзадачусобщимобъемомнамета.Длянагревавоздухаиспользуетсятеплоемкость\text{(}{С}_P\text{)}исвязьмеждупереданнымколичествомтеплаиизменениемтемпературывыглядитследующимобразом:\text{[}Q=m{C}_P\mathrm{\Delta }T$$

где $Q$ - количество тепла, $m$ - масса воздуха, $C_P$ - теплоемкость воздуха при постоянном давлении (равна примерно 1005 Дж/(кг·°C)), а $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Теперь нам нужно найти изменение температуры воздуха. Начальная температура воздуха в намете равна 30 °C, а повышение температуры составляет 8 °C. Таким образом, $\mathrm{\Delta }T=30+8-30=8$ °C.

В задаче не указано, какое количество воздуха находится внутри намета. Давайте обозначим его за $m_{air}$. Таким образом, количество тепла, необходимое для нагрева воздуха будет:

$$Q_{air}=m_{air}\times C_P\times \mathrm{\Delta }T$$

Чтобы найти долю переходящего тепла, разделим количество тепла, которое используется для нагрева воздуха, на общее количество переданного тепла:

$$\text{{Доля тепла}}=\frac{Q_{air}}{Q}$$

В итоге, нам необходимы значения для общего объема намета ($V$) и массы воздуха ($m_{air}$), чтобы рассчитать долю тепла, используемого на нагрев воздуха внутри намета. Я не могу продолжить решение без этих значений. Пожалуйста, укажите заданный объем намета для продолжения решения задачи.