40.25 [1013, а] Воздух, заполняющий объём 0,5 л в цилиндре с лёгким поршнем, нагрели от 0 до 30 °C при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух?

Дано: \(V = 0.5\) л = \(5\cdot10^{-4}\) м³; \(t_1=0\) °C; \(t_2=30\) °C; атмосферное давление постоянно. Для воздуха примем плотность при 0 °C \(\rho \approx 1.29\) кг/м³ и удельную теплоёмкость при постоянном давлении \(c_p \approx 1000\) Дж/(кг·°C).

При нагревании под подвижным поршнем давление постоянно, поэтому \(Q=mc_p\Delta t\).

Найдём массу воздуха: \(m=\rho V=1.29\cdot5\cdot10^{-4}=6.45\cdot10^{-4}\) кг.

Изменение температуры: \(\Delta t=30-0=30\) °C.

Количество теплоты: \(Q=6.45\cdot10^{-4}\cdot1000\cdot30=19.35\) Дж.

Ответ: воздух получил примерно 19 Дж теплоты.