Тепловые Явления — Задание 7 Физика 8 Класс №00049075

Вопроса два, а ответ на них держится на одном: чем железо отличается от кирпича как материал. Условие специально приравняло массы, значит, дело не в том, что кирпичная печь обычно больше.

Шаг первый, сколько теплоты надо самой печи. Прежде чем заметно греть комнату, стенка сама должна стать горячей. На это идёт:

$$Q=cm\Delta t$$

У железа $c=460\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$, у кирпича $c=880\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$. Пусть каждая печь весит $100$ кг и мы нагреваем её на $100\text{ }{}^\circ\text{С}$, числа условные.

Для железной печи:

$$Q_{\text{ж}}=460\cdot100\cdot100=4\,600\,000\text{ Дж}$$

Для кирпичной:

$$Q_{\text{к}}=880\cdot100\cdot100=8\,800\,000\text{ Дж}$$

Железной печи нужно почти вдвое меньше теплоты, поэтому от того же огня она нагреется быстрее.

Шаг второй, путь через стенку. Теплота идёт от огня к комнате сквозь стенку. Железо проводит теплоту намного лучше кирпича, поэтому энергия проходит через него быстро и комната начинает прогреваться раньше. Так что первый вопрос закрыт двумя причинами сразу.

Шаг третий, вопрос про остывание. Огонь погас, и новых поступлений нет. Теперь у печи только то, что накоплено в стенках. При той же массе и той же разности температур запас у железа почти вдвое меньше, те самые $4{,}6$ МДж против $8{,}8$ МДж. Да и уходит он быстрее, потому что железо хорошо проводит теплоту.

Проверим себя:

$$\dfrac{8\,800\,000}{4\,600\,000}\approx1{,}9$$

То же самое даёт отношение теплоёмкостей $880:460\approx1{,}9$. Всё сходится: кирпичная печь долго разогревается и долго хранит тепло, а железная наоборот.