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 до 50 0С? Почему?

Ответ и объяснения:
От чего зависит количество теплоты?

от массы, удельной теплоемкости и разности температур

Разность температур 50 градусов одинакова.

сравниваю удельную теплоемкость.
У воды 4200Дж/кг*град У воздуха 1000 Дж/кг*град

сравниваю массу.
Масса воды в 1л сосуде 1кг так как плотность воды 1000кг/м3,
Масса воздуха в 1 л сосуде 0,001 кг,так как плотность воздуха 1,2кг/м3

Понятно, что при вычислении количества теплоты сосуд с воздухом нагреется быстрее

Более подробное решение и ответ:

Глава VI Основы термодинамики

m2 — масса воздуха. Вычислим массу воздуха m2 исходя из уравнения Менделеева-Клапейрона, считая начальную температуру воздуха равной Т0, давление р0 = ратм.


Массу воды вычислим по формуле:

Вычислим изменения температур воды и воздуха в единицу времени.

Сравним АТ1 и АТ2, предположив, что Т0 = 20 С = 293 К = 2,93 102 К:

То есть за единицу времени температура воздуха увеличится гораздо больше, чем температура воды. Это связано с тем, что

теплоемкость 1л воды

гораздо больше теплоемкости 1 л воздуха

Ответ: Из вышеперечисленного очевидно, что сосуд с воздухом нагреется быстрее.

Замечание: утверждение справедливо в том случае, если начальное давление воздуха р2 = ратм. Если, например, воздух в сосуде сжат до давления 104 ратм и больше (а в этом случае воздух уже станет жидким), то воздух может нагреваться дольше. Следовательно сосуд с сжатым воздухом при довлении больше 104 ратм будет нагреватся дольше чем сосуд с водой.