Зачем топят печи?

ЗАЧЕМ ТОПЯТ ПЕЧИ?

ЗАЧЕМ ТОПЯТ ПЕЧИ?

В.Н. ЛАНГЕ

Если спросить специалиста по теплотехнике и человека, не искушенного в этой науке, зачем мы топим печи зимой, то первый ответит, возможно: для того, чтобы повысить внутреннюю энергию воздуха в комнате; тогда как второй почти наверняка выразится проще: чтобы в комнате стало теплее. И неспециалист даст более точный ответ.

Как это ни кажется на первый взгляд неправдоподобным, внутренняя энергия воздуха в помещении после сгорания дров в печи останется неизменной.

Предположим, что поздней осенью вы приехали на дачу. В комнатах около 0 °С, и чтобы согреться, вы решили протопить печь. Пока столбик в термометре поднимается к отметке 20°, посчитаем, как изменится за это время внутренняя энергия воздуха в комнатах.

При условиях, близких к нормальным (то есть при температуре, не очень сильно отличающейся от 0 °С, и давлении порядка $10^5 \, н/м^2$), воздух подобен идеальному газу, внутренняя энергия которого пропорциональна массе $m$ и абсолютной температуре $T$:

$$U = \alpha m T,$$

($\alpha$ — коэффициент пропорциональности, постоянный для данного газа).

При протапливании помещения воздух нагревается, расширяется, и часть его выходит через неплотно прикрытую дверь, поры и щели в стенах, так что масса воздуха в комнатах меняется. Объем комнат и давле-

2 «Квант» № 4

17