Question

В сараї, що не опалюється, температура така сама, як і ззовні – 0 °С. Якщо в сарай зайде людина, то через деякий час там встановиться температура 5 °С і далі не змінюватиметься. Яка температура встановиться, якщо в сараї буде 10 людей?

Answer 1

Ответ:

Коли людина входить в сарай, вона приносить тепло з тіла, і це тепло поступово розподіляється в приміщенні. Поступове розподілення тепла призводить до збільшення температури в сараї.

Початкова температура сараю - 0 °C, а коли в сарай зайде одна людина, вона приносить тепло, і температура піднімається до 5 °C.

Якщо в сарай зайде ще одна людина, її тіло також внесе тепло, і температура може знову піднятися, але вже не до 5 °C, а ближче до температури людського тіла (приблизно 37 °C). З кожним новим входженням людини температура буде наближатися до цієї значення.

Згідно з законами термодинаміки, коли велика кількість людей знаходиться в обмеженому просторі, температура може зростати, але ця температура буде залежати від багатьох факторів, включаючи розмір сараю, кількість людей, тривалість їх перебування і теплопровідність стін та стелі.

Точна температура, яка встановиться, коли в сараї буде 10 людей, важко передбачити без додаткових даних. Однак велика кількість людей може значно підвищити температуру в приміщенні.

Answer 2

Щоб відповісти на це питання, ми можемо використати принцип теплообміну та закони фізики. Ваше початкове спостереження говорить нам, що температура в сараї рівна температурі зовнішнього середовища, тобто 0 °C.

Коли людина входить в сарай, вона принесе з собою своє тіло, яке має температуру близьку до тіла людини (більше 0 °C). Теплова енергія від тіл людей буде передаватися оточуючим поверхням і повітрю в сараї, підігріваючи його.

Після того, як 10 людей вже в сараї, продовжиться теплообмін і теплова енергія буде рівномірно розподілена в середовищі. Тобто, температура в сараї буде підвищуватися, поки не встановиться баланс між тепловиробленням (від тіл людей) і тепловитратами (через стіни, дах, та ін.).

Оскільки не вказано жодних інших джерел тепла або холоду, можна припустити, що система досягне стану рівноваги при певній температурі, яка буде залежати від кількості людей та їхньої тепловироблення. Тому точна температура в сараї при наявності 10 людей визначиться конкретними параметрами сараю, розмірами та ізоляцією, а також тепловиробленням кожної людини.