Шотландский физик Джозеф Блэк в середине XVIII века провёл следующий эксперимент. Он налил равные объёмы воды и ртути в одинаковые

Шотландский физик Джозеф Блэк в середине XVIII века провёл следующий эксперимент. Он налил равные объёмы воды и ртути в одинаковые сосуды, поместил их на равных расстояниях от огня и наблюдал за скоростью повышения температуры жидкостей. Блэк был в полной уверенности, что температура ртути будет повышаться медленнее, чем воды, так как масса ртути была в 13,6 раза больше. Представьте себе его удивление, когда он увидел, что температура ртути повышалась примерно вдвое быстрее, чем воды. Объясните это явление.

Парадоксальное поведение ртути и воды, наблюдаемое Джозефом Блэком, может быть объяснено различием в теплоемкости этих двух веществ.

Теплоемкость указывает на количество тепла, необходимого для повышения температуры определенного количества вещества на единицу температуры. В данном случае, ртуть обладает значительно меньшей теплоемкостью по сравнению с водой. Это означает, что для повышения температуры ртути требуется меньшее количество тепла, чем для повышения температуры такого же объема воды.

Когда Джозеф Блэк поместил оба сосуда на равном расстоянии от огня, тепло было передано среде (воздуху) и жидкостям. Поскольку ртуть имеет меньшую теплоемкость, она быстрее поглощала и нагревалась от получаемого тепла. Вода, с более высокой теплоемкостью, требовала больше времени, чтобы поглотить достаточное количество тепла для повышения своей температуры.

Таким образом, хотя масса ртути была значительно больше, чем масса воды, ее низкая теплоемкость позволила ей нагреваться быстрее. Это объясняет удивление Джозефа Блэка, когда он обнаружил, что ртуть повышала температуру быстрее, чем вода, несмотря на разницу в их массе.