Для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания воздуха в комнате, мы используем формулу для определения количества теплоты:
[ Q = mc\Delta T ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты (в джоулях),
- ( m ) — масса воздуха в комнате (в килограммах),
- ( c ) — удельная теплоемкость воздуха (приблизительно 1005 Дж/кг·°C),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (в градусах Цельсия).
Первым шагом является определение массы воздуха в комнате. Для этого нужно знать объем комнаты и плотность воздуха. Объем комнаты рассчитывается как произведение площади основания на высоту:
[ V = 20 \, \text{м}^2 \times 3 \, \text{м} = 60 \, \text{м}^3 ]
Плотность воздуха при нормальных условиях около 1.225 кг/м³. Таким образом, масса воздуха в комнате:
[ m = \rho \times V = 1.225 \, \text{кг/м}^3 \times 60 \, \text{м}^3 = 73.5 \, \text{кг} ]
Теперь можно подставить все известные значения в формулу для расчета количества теплоты. Изменение температуры:
[ \Delta T = 20 \, °C - 4 \, °C = 16 \, °C ]
Подставляем значения в формулу:
[ Q = 73.5 \, \text{кг} \times 1005 \, \text{Дж/кг} \cdot °C \times 16 \, °C ]
[ Q = 73.5 \times 1005 \times 16 ]
[ Q = 1,181,640 \, \text{Дж} ]
Таким образом, для нагревания воздуха в комнате от 4°C до 20°C необходимо приблизительно 1,181,640 джоулей тепла.