Изменится ли время нагрева подковы (см.)?
Мы поместили в цилиндр (заполненным воздухом под атмосферным давлением) с поршнем электрическую плитку, положили на неё стальную подкову, закрыли цилиндр поршнем..
Включили плитку.. Зафиксировали поршень и начали нагревать подкову до 100 градусов..
Затем остудили подкову до исходной температуры и снова положили в цилиндр, начали опять нагревать до 100 градусов.. Теперь поршень не стали фиксировать..
Изменится ли время нагрева подковы?..
Ответы (2):
Изменится.
Ведь нагревается не только подкова, но и воздух в цилиндре. Меж тем теплоёмкость газа при постоянном объёме (первый случай) и постоянном давлении (второй случай) различна: при постоянном давлении часть теплоты переходит в работу, совершаемую против внешних сил, в данном случае это вес поршня.
Поэтому при той же мощности плитки понадобится большее время, чтоб нагреть систему "подкова+воздух".
Если поршень в цилиндре в ходе нагревания поднялся вверх - это значит, что увеличилась его потенциальная энергия, т.к. воздух в ходе нагревания расширился и произвел работу по его подъему. Это значит, что часть времени плитка работала на поднимание поршня и на это время увеличилось время нагревания.