Обозначим площадь основания цилиндра S = 1,2 дм² = 0,012 м², массу поршня m = 2,5 кг, первоначальный объем воздуха V₁ = 5л = 5*10⁻³м³, конечный объем воздуха V₂, изменение температуры ΔT = 850К, работу A = 1,5 кДж = 1500 Дж, наружное давление p₀ = 100кПа = 10⁵ Па, первоначальную температуру воздуха T₁, конечную температуру T₂.
При изобарном расширении давление газа остается постоянным. Оно равно сумме наружного давления p₀ и давления оказываемого со стороны поршня p₁. На поршень действует сила тяжести F = mg, где m - масса поршня. Тогда давление с его стороны p₁ = F/S = mg/S, где S - площадь основания цилиндра. Тогда давление газа p = p₀ + p₁ = p₀ + F/S = p₀ + mg/S. При изобарном процессе работа равна A = pΔV = p(V₂ - V₁) => pV₂ = A + pV₁ => V₂ = (A + pV₁)/p = A/p + V₁ = A/(p₀ + mg/S) + V₁ . Согласно уравнению изобарного процесса V₁/T₁ = V₂/T₂. Так как T₂ = T₁ + ΔT, то получаем V₁/T₁ = V₂/(T₁ + ΔT)=> V₂T₁ = V₁(T₁ + ΔT) => V₂T₁ - V₁T₁ = V₁ΔT => T₁(V₂ - V₁) = V₁ΔT => T₁ = V₁ΔT/(V₂ - V₁) = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S) + V₁ - V₁)] = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S)] = 5*10⁻³*850/[1500/(10⁵ + 2,5*10/0,012) ≈ 283К.
Примерами теплопередачи являются:
передача теплоты от греющей воды нагревательных элементов (отопительных систем) к воздуху помещения; (природа)
передача теплоты от дымовых газов к воде через стенки кипятильных труб в паровых котлах; (техника)
передача теплоты от раскаленных газов к охлаждающей воде (жидкости) через стенку цилиндра двигателя внутреннего сгорания; (техника)
передача теплоты от внутреннего воздуха помещения к наружному воздуху; (природа)
газовая или электрическая плита и, например, сковорода для жарки яиц; (быт)
автомобильные виды топлива, такие как бензин, являются источниками тепловой энергии для двигателя; (техника)
включенный тостер превращает кусок хлеба в тост, это связано с лучистой тепловой энергией тоста, который вытягивает влагу из хлеба и делает его хрустящим; (быт и техника)
горячая чашка дымящегося какао согревает руки; (быт)
любое пламя, начиная от спичечного пламени и заканчивая массивными лесными пожарами; (природа)
когда лед помещают в стакан с водой, тепловая энергия из воды его плавит, то есть сама вода является источником энергии; (природа)
тепловая энергия есть даже внутри у кошки, которая может согреть колени хозяина; (быт и природа)
конвекция, это передача тепла за счет циркуляции газа (например, воздуха) или жидкости (например, воды); (природа)
излучение; (природа и техника)
испарение; (природа)
парниковые газы; (природа
