I. Строительная теплофизика, теплотехника

Отступление 1. Почему мы топим зимой?

Неспециалист ответит: “чтобы сделать комнату теплее”. Изучающий термодинамику, возможно, выразится таким образом: “чтобы подвести недостающую энергию”. В таком случае прав окажется неспециалист, а не физик.

В соответствии с фактическим положением вещей, предположим, что давление воздуха в комнате всегда равно атмосферному. В обычный обозначениях энергия единицы массы воздуха в комнате равна (аддитивной константой пренебрежем) , и следовательно, энергия единицы объема равна , или, учитывая уравнение состояния , . Для воздуха при атмосферном давлении .

Следовательно, количество энергии в комнате не зависит от температуры, и целиком определятся показаниями барометра. Вся энергия, которую мы вводим в комнату при отоплении, уходит через поры в стенах наружу.

Я приношу бутылку красного вина из холодного погреба, и она принимает температуру теплой комнаты. Она становится теплее, однако ее внутренняя энергия увеличивается за счет наружного, а не комнатного воздуха.

Почему же все-таки мы топим зимой? По той самой причине, по которой жизнь на Земле была бы невозможной без солнечного излучения. При этом дело заключается не в падающей энергии. Последняя будет снова излучена вплоть до пренебрежительно малой доли, подобно тому, как человек не меняет своего веса, несмотря на принятие пищи. Условия нашего существования требуют известной температуры, и чтобы ее поддерживать, используется не увеличение энергии, а понижение энтропии.

Р. Эмден