Расчёт количества теплоты, выделяемого телом при его остывании

Задание ученику перед прочтением материала: внимательно прочитать и запомнить три вопроса, которые надо держать в голове и искать на них ответ читая материал параграфа:

  1. В чём измеряется количество теплоты
  2. Почему с увеличением тела растёт время его остывания
  3. Какое вещество самое теплоёмкое

Представим ситуацию: вскипятили чайник и для заваривания пакетика чая налили кипяток в чашечку и случайно капнули пару капель на поверхность стола. Капли на столе остынут за несколько секунд, чашка чая остынет за десяток другой минут, чайник, в зависимости от его объёма, может остывать и целый час. Чем больше нагретое тело, тем медленнее оно остывает. Если перейти на другие масштабы, то планета Земля — огромный объект и она не успела остыть даже за 4.5 миллиарда лет. Подавляющая часть объёма Земли находится в горячем расплавленном состоянии, затвердевшей корочкой является только тоненький поверхностный слой. Объясняется это тем, что с увеличением тела, объём нагретого вещества растёт как кубическая функция от его характерного линейного размера, а площадь поверхности с которой тепло выделяется в окружающую среду растёт как квадратичная функция и тем самым рост поверхность значительно отстаёт от роста объёма. С ростом объёма растёт количество теплоты, которое необходимо выделить для остывания, а выделяется оно через поверхность, площадь которой растёт с гораздо меньшей скоростью.

Температура тела измеряется в градусах, один градус по шкале Цельсия и Кельвина совпадают, отличие между ними в температуре, которая принята за ноль: в Цельсиях — это температура застывания воды в лёд, а в Кельвинах — это температура, когда прекращается тепловое движение частиц. Из предыдущего абзаца понятно, что капля остывая на один градус выделит гораздо меньше тепла, чем чашечка при таком же остывании,