Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049282

Задача грелки — долго отдавать энергию телу. Значит, важно, сколько энергии она запасает при той температуре, которую выдержит кожа.

Энергия, которую отдаёт тело при остывании, считается так:

$$Q=cm\Delta t.$$

Здесь $c$ — удельная теплоёмкость, она показывает, сколько энергии отдаёт один килограмм при остывании на один градус. Из таблицы: у воды $4200$, у воздуха $1000\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$.

Теперь масса. В литровой грелке воды будет $1$ кг. Воздуха при плотности около $1{,}3\ \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}$ в одном литре ($0{,}001\ \text{м}^3$) всего $0{,}0013$ кг.

Пусть грелка остывает на $10\ ^\circ\text{С}$. Посчитаем для воды:

$$Q_{\text{в}}=4200\cdot1\cdot10=42\,000\ \text{Дж}.$$

И для воздуха:

$$Q_{\text{возд}}=1000\cdot0{,}0013\cdot10=13\ \text{Дж}.$$

Разница примерно в $3000$ раз. Вот почему грелка с водой греет долго, а с воздухом остыла бы почти мгновенно.

Может, тогда просто нагреть воздух посильнее? Такой запас не набрать: кожа не выдержит, а резину раздует. Проверка на бытовом опыте: воздух из духовки обдаёт на секунду, а кастрюля с супом ещё долго остаётся горячей.