Tại sao bếp lò được làm nóng?

TẠI SAO LÒ CHÁY LÒ?

TẠI SAO LÒ CHÁY LÒ?

V.N. NGÔN NGỮ

Nếu bạn hỏi một chuyên gia kỹ thuật nhiệt và một người không có kinh nghiệm trong lĩnh vực khoa học này tại sao chúng ta sưởi bếp vào mùa đông, thì người đầu tiên có thể sẽ trả lời: để tăng năng lượng bên trong của không khí trong phòng; trong khi điều thứ hai gần như chắc chắn sẽ được diễn đạt đơn giản hơn: làm cho căn phòng ấm hơn. Và một người không chuyên sẽ đưa ra đáp số chính xác hơn.

Thoạt nhìn có vẻ khó tin nhưng nội năng của không khí trong phòng sau khi đốt củi trong bếp sẽ không thay đổi.

Giả sử bạn đến ngôi nhà nông thôn của mình vào cuối mùa thu. Phòng nhiệt độ khoảng 0°C, và để giữ ấm, bạn quyết định đốt bếp. Trong khi nhiệt kế tăng lên 20°, hãy tính xem nội năng của không khí trong phòng thay đổi như thế nào trong thời gian này.

Trong các điều kiện gần với bình thường (nghĩa là ở nhiệt độ không khác lắm so với 0 ° C và áp suất cỡ $10^5 \, н/м^2$), không khí tương tự như một loại khí lý tưởng, nội năng của nó tỷ lệ thuận với khối lượng $m$ và nhiệt độ tuyệt đối $T$:

$$U = \alpha m T,$$

($\alpha$ là hệ số tỷ lệ, không đổi đối với một loại khí nhất định).

Khi một căn phòng được sưởi ấm, không khí nóng lên, nở ra và một phần thoát ra qua cánh cửa đóng lỏng lẻo, các lỗ rỗng và vết nứt trên tường, do đó khối lượng không khí trong phòng thay đổi. Thể tích phòng và áp suất

2 «Kvant» № 4

17