5.59. Яка частка енергії, яку цеглини віддали, пішла на нагрівання повітря в наметі, якщо температура цеглин зменшилася

Щоб вирішити цю задачу, нам потрібно використати формулу для витрати енергії під час нагрівання тіл:

$$Q=mc\Delta t$$

де $Q$ - витрата енергії, $m$ - маса тіла, $c$ - теплоємність тіла, $\Delta t$ - зміна температури.

У нашому випадку, цеглина віддає енергію на нагрівання повітря, тому використовуємо цю формулу для повітря. Заміна відомих значень:

$$Q=mc\Delta t=m_{\text{пов}}{c}_{\text{пов}}\Delta t_{\text{пов}}$$

Ми знаємо, що зміна температури цеглин $\Delta t_{\text{цег}}={90}^{\circ }\text{C}-{30}^{\circ }\text{C}={60}^{\circ }\text{C}$, а зміна температури повітря $\Delta t_{\text{пов}}=8^{\circ }\text{C}$. Об"єм намету не впливає на розрахунок витрати енергії, тому ми його не використовуємо.

Теплоємність повітря $c_{\text{пов}}=1000\text{Дж/(кг}{\cdot }^{\circ }\text{C)}$ (це середня величина для повітря при нормальних умовах).

Тепер нам потрібно знайти масу повітря, яке нагрілось. За допомогою відомих значень можемо знайти це:

$$\frac{Q}{mc}=\Delta t\Rightarrow m_{\text{пов}}=\frac{Q}{c_{\text{пов}}\Delta t_{\text{пов}}}$$

Тепер ми можемо підставити дані в формулу:

$$m_{\text{пов}}=\frac{Q}{c_{\text{пов}}\Delta t_{\text{пов}}}=\frac{Q}{1000\text{Дж/(кг}{\cdot }^{\circ }\text{C})\cdot 8^{\circ }\text{C}}$$

Тепер нам потрібно повернутися до вихідного питання про частку енергії, яку цеглина віддає на нагрівання повітря. Щоб знайти цю частку, нам потрібно порівняти витрату енергії на нагрівання повітря ($Q$) і загальну витрату енергії цеглин ($Q_{\text{цег}}$). Частка енергії, яку цеглина віддає на нагрівання повітря, позначена як $p$:

$$Q_{\text{цег}}=pQ$$

Тепер ми можемо виразити $p$ і підставити значення $Q$ і $Q_{\text{цег}}$ з формули вище:

$$p=\frac{Q_{\text{цег}}}{Q}=\frac{Q_{\text{цег}}}{mc\Delta t}$$

Залишився останній крок - обчислити $p$. Якщо нам відомі значення $m$, $c$ і $\Delta t_{\text{цег}}$, ми можемо їх підставити в формулу. Однак, ви не надали ці значення у вихідному питанні, тому я не можу точно обчислити частку енергії, яку цеглина віддає на нагрівання повітря. Просимо надати всі вихідні дані, щоб ми могли продовжити розрахунки.