Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим, какие факторы влияют на количество теплоты, которое тело отдает при понижении температуры.
Количество теплоты, которое тело отдает или получает, можно рассчитать по формуле:
Q = m * c * ΔT
где:
- Q — количество теплоты (в джоулях);
- m — масса тела (в килограммах);
- c — удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия);
- ΔT — изменение температуры (в градусах Цельсия).
Теперь давайте проанализируем оба случая:
- Ртуть в термометре:
- Объем ртути в термометре обычно небольшой, например, около 1 мл (0.001 литра).
- Масса ртути (m) будет равна объему умноженному на плотность ртути. Плотность ртути примерно 13,6 г/см³, что равно 13600 кг/м³.
- Таким образом, масса ртути в термометре: m = 0.001 л * 13600 кг/м³ = 0.0136 кг.
- Удельная теплоемкость ртути (c) примерно 380 Дж/(кг·°C).
- Изменение температуры (ΔT) равно 2 °C.
- Теперь подставим значения в формулу: Q = 0.0136 * 380 * 2.
- Ртуть в бутыли объемом 0.5 литров:
- Объем ртути в бутыли составляет 0.5 литра, что равно 0.5 кг (поскольку 1 литр ртути имеет массу примерно 1 кг).
- Удельная теплоемкость ртути (c) остается той же — 380 Дж/(кг·°C).
- Изменение температуры (ΔT) также равно 2 °C.
- Теперь подставим значения в формулу: Q = 0.5 * 380 * 2.
Теперь произведем расчеты:
- Для ртути в термометре: Q = 0.0136 * 380 * 2 = 10.336 Дж.
- Для ртути в бутыли: Q = 0.5 * 380 * 2 = 380 Дж.
Вывод: Ртуть в бутыли объемом 0.5 литров отдаст значительно большее количество теплоты (380 Дж) по сравнению с ртутью в термометре (10.336 Дж) при одинаковом понижении температуры на 2 градуса.