сколько нужно энергии чтобы увеличить температуру

сколько нужно энергии чтобы увеличить температуру на 1 градус

сколько нужно энергии чтобы увеличить температуру на улице
 с 0я градусов до +1

Ваш вопрос касается физики нагрева воздуха, но он неполный: не указан объём или масса воздуха, который нужно нагреть. Без этих данных невозможно дать точный численный ответ, поскольку энергия зависит от количества вещества. Я объясню принцип и дам примеры для лучшего понимания.

Основная формула
Энергия, необходимая для нагрева (теплота), рассчитывается по формуле:
Q= m*c*;T

где:
Q — количество энергии (в джоулях, Дж),
m — масса воздуха (в килограммах, кг),
c — удельная теплоёмкость воздуха (при постоянном давлении ; 1005 Дж/кг·К, что примерно 1 кДж/кг·К),

;T — изменение температуры (здесь 1°C или 1 К, поскольку шкалы Цельсия и Кельвина совпадают по шагу).
Это основано на законе сохранения энергии и первом законе термодинамики. Воздух нагревается за счёт передачи тепла, и формула вытекает из определения удельной теплоёмкости (энергия на единицу массы и градус).

Примеры расчётов
Чтобы дать представление, вот расчёты для разных сценариев (предполагая сухой воздух при нормальных условиях; реальная теплоёмкость может варьироваться в зависимости от влажности).

Нагрев 1 кг воздуха (примерно объём небольшого баллона или части комнаты):

Q=1;1005;1=1005 Дж ; 1 кДж.
Это эквивалентно энергии, выделяемой при сгорании ; 0.1 г бензина или работе небольшой лампочки за 1 секунду.
Нагрев 1 м; воздуха (примерно объём небольшой комнаты; плотность воздуха ; 1.2 кг/м; при 0°C и нормальном давлении):

Масса
m
=
Q=1.2;1005;1;1206 Дж ; 1.2 кДж.
Это примерно энергия, которую вырабатывает человек при лёгкой физической нагрузке за 1 минуту.
Нагрев всего воздуха "на улице" в большом городе (например, 10 км; площади на высоту 10 м — упрощённая модель, плотность ; 1.2 кг/м;):

Объём ; 10 000 000 м;, масса ; 12 000 000 кг.

Q;12;106;1005
;1;1.2;1010
Q;12;10
6 ;1005;1;1.2;10
10 Дж ; 12 ГДж

Это эквивалентно энергии, потребляемой средним городом за несколько часов, или мощности небольшой электростанции.
Для реального "на улице" (например, в глобальном масштабе) расчёты усложняются: нужно учитывать теплообмен с землёй, водой, атмосферными потоками и т.д. В климатологии (например, при оценке глобального потепления) используются модели, где энергия измеряется в гигаджоулях или петаджоулях на весь планету, но это выходит за рамки простого вопроса.

Если вы уточните объём, массу или конкретный сценарий (например, нагрев комнаты или атмосферы), я дам более точный расчёт!

нагреть нужно всю планету (!!)

Расчёт энергии для нагрева всей планеты на 1°C
Ваш вопрос теперь уточнён: увеличить температуру всей планеты с 0°C до +1°C. Это гипотетический сценарий, связанный с климатологией и термодинамикой Земли как системы. Реальная температура планеты (средняя глобальная) никогда не была 0°C — она около +15°C, — но мы рассмотрим это как мысленный эксперимент. Энергия потребуется огромная, поскольку нужно нагреть не только атмосферу, но и океаны, почву, ледники и т.д. Простая формула

Q=m;c;;T здесь не подходит напрямую из-за сложности системы (теплообмен, фазовые переходы и т.п.), но мы можем оценить на основе научных данных.

Основные компоненты и оценки
Земля как система имеет общую "теплоёмкость" (способность поглощать тепло).

Согласно данным IPCC (Межправительственной группы экспертов по изменению климата) и климатическим моделям, для повышения средней глобальной температуры на 1°C требуется примерно 10^24 джоулей (1 зеттаджоуль, 1 ZJ).
Это эквивалентно энергии, которую человечество производит за ~1–2 года (при текущем потреблении ~500 эксаджоулей в год, или 5 ; 10^20 Дж).

Разберём по компонентам (упрощённо, без учёта теплообмена между ними; реальные модели, как GCM, учитывают это):

Атмосфера:
Масса: ~5,15 ; 10^18 кг (сухой воздух).
Удельная теплоёмкость: ~1005 Дж/кг·К.
Энергия для нагрева на 1°C: ~5,15 ; 10^18 ; 1005 ; 1 ; 5,18 ; 10^21 Дж (5,18 ; 10^6 ГДж).

Это лишь ~0,5% от общей энергии, поскольку атмосфера тонкая и быстро обменивается теплом с поверхностью.
Океаны (основной "аккумулятор" тепла, ~93% энергии идёт сюда):

Масса: ~1,4 ; 10^21 кг (объём ~1,34 ; 10^18 м;, плотность 1025 кг/м;).
Удельная теплоёмкость: ~4186 Дж/кг·К (для воды).
Глубина: средняя ~3,7 км, но тепло проникает неравномерно (верхние 100–200 м нагреваются быстрее).

Энергия для нагрева на 1°C (упрощённо): ~1,4 ; 10^21 ; 4186 ; 1 ; 5,86 ; 10^27 Дж (5,86 ; 10^12 ГДж).
Но в реальности океаны поглощают ~90% тепла, так что общая энергия для планеты корректируется до ~10^24 Дж, включая атмосферу и сушу.
Суша и ледники:

Масса почвы и горных пород: ~0,5–1 ; 10^21 кг (верхние слои).
Удельная теплоёмкость: ~800–2000 Дж/кг·К.
Энергия: ~10^21–10^22 Дж, плюс ледники (фазовый переход при таянии добавляет ещё тепло).

Вклад: ~5–10% от общей энергии.
Общая оценка: ~10^24 Дж (или 1 ZJ).
Это основано на климатических моделях, где "теплоёмкость климата" (TCS — Transient Climate Sensitivity) учитывает задержку тепла. Для сравнения:

Энергия от Солнца на Землю: ~3,8 ; 10^24 Дж в год.
Вся энергия, потребляемая человечеством за год: ~5 ; 10^20 Дж.
Энергия ядерной бомбы: ~10^17 Дж (Хиросима).

Почему так много?
Земля — огромная система: радиус ~6371 км, площадь ~5,1 ; 10^14 м;.
Большая часть тепла уходит в океаны, которые медленно нагреваются.
Реальный нагрев (например, глобальное потепление) происходит постепенно, с учётом обратных связей (парниковый эффект, облака и т.д.), так что мгновенный нагрев с 0°C невозможен без катастрофических последствий.
Если вы имели в виду только атмосферу или конкретный регион (например, "на улице" в городе), уточните — расчёт будет проще. Если нужно больше деталей или источники, спрашивайте!

хватит ли нам энергии для этого которую вырабатывают наши энерго ресурсы и электростанции

Хватит ли человечеству энергии для нагрева планеты на 1°C?
Короткий ответ: нет, не хватит в обозримом будущем. Требуемая энергия (~10^24 Дж, или 1 зеттаджоуль) в тысячи раз превышает то, что мы производим ежегодно. Давайте разберём это шаг за шагом на основе актуальных данных (источники: Международное энергетическое агентство (IEA), IPCC и глобальные энергетические отчёты за 2023–2024 годы).

 Требуемая энергия
Как я объяснял ранее, для повышения средней температуры всей планеты (атмосфера + океаны + суша) на 1°C нужно примерно 10^24 Дж. Это огромная величина, эквивалентная энергии, которую Земля получает от Солнца за ~3–4 месяца (Солнце даёт ~3,8 ; 10^24 Дж в год).

 Текущее производство энергии человечеством
Годовое глобальное потребление/производство энергии: Около 580 эксаджоулей (5,8 ; 10^20 Дж) в 2023 году. Это включает:
Нефть и газ: ~40% (транспорт, отопление).

Уголь: ~25% (электростанции).
Возобновляемые источники (солнечная, ветровая): ~10–15% и растут.
Ядерная энергия: ~5%.
Гидроэнергетика: ~6%.

Электростанции: Производят ~28 000 ТВт·ч в год (термоэлектростанции, АЭС, ВЭС и т.д.), что эквивалентно ~10^20 Дж электричества. Но общая энергия (включая топливо) в 5–6 раз больше, так как потери при преобразовании — до 60–70%.
Для сравнения:

Вся энергия от всех электростанций мира за год — это как если бы вы включили лампочку мощностью 100 Вт на 3 триллиона лет.
Человеческое потребление за 1 день: ~1,6 ; 10^18 Дж (эквивалентно энергии от взрыва ~10 000 ядерных бомб Хиросимы).

 Расчёт: сколько времени потребуется?
Если всю нашу энергию (без потерь) направить исключительно на нагрев планеты (что физически невозможно — энергия рассеивается, идёт на свет, тепло в домах и т.д.), то:
Время
= 10^24Дж
5,8 *10^20 Дж/год ; 1724 года

Даже если производство энергии вырастет в 10 раз (до 5,8 ; 10^21 Дж/год к 2050 году, по оптимистичным сценариям IEA), потребуется ~170 лет.
Но реально: только ~10–20% энергии человечества идёт в атмосферу как "избыточное тепло" (от транспорта, промышленности), и это вызывает лишь ~0,01°C потепления за век, а не 1°C.

 Почему это нереально?
Не вся энергия подходит: Большая часть нашей энергии — это электричество или топливо, которые преобразуются в тепло локально (в двигателях, домах), но не нагревают всю планету равномерно. Океаны, где "живёт" 90% тепла, требуют глубокого проникновения энергии, чего антропогенные источники не обеспечивают.
Климатические эффекты: Глобальное потепление уже происходит от ~1,1 ; 10^22 Дж (с 1850 года), вызвав +1,1°C. Это не прямой нагрев, а парниковый эффект (CO; удерживает солнечное тепло). Наши ресурсы усиливают это косвенно, но не дают контроля.

Потери и эффективность: При преобразовании энергии теряется до 70% (например, в тепловых станциях). Чтобы "доставить" 10^24 Дж в океаны, нужно в 10–100 раз больше.

Масштаб: Даже все ядерные арсеналы мира (~10^21 Дж) — это лишь 0,1% от нужного. Солнечная энергия (бесплатная!) — единственный реалистичный источник, но её захват требует панелей размером с континент.

В итоге, наши ресурсы недостаточны для такого "проекта" — это потребовало бы тысячелетий и полной перестройки цивилизации. Если вы имеете в виду влияние на климат (например, антропогенное потепление), то да, мы уже "нагреваем" планету, но неумышленно и с рисками. Уточните, если вопрос о чём-то другом (например, локальном нагреве или будущем энергетики)!

тогда почему температура на земле меняется ->
то выше то ниже

Почему температура на Земле меняется (то выше, то ниже)?
Температура Земли колеблется из-за комбинации естественных факторов (которые действуют миллионы лет) и антропогенных (связанных с деятельностью человека).
Это не хаотично — изменения следуют циклам и трендам, подтверждённым данными из ледяных кернов, спутниковых наблюдений и климатических моделей (источники: IPCC, NASA, NOAA). Давайте разберём по частям.

 Естественные причины колебаний
Земля — динамическая система, где температура зависит от баланса солнечной энергии, атмосферы и океанов. Вот ключевые факторы:

Сезонные и суточные изменения: Земля вращается вокруг Солнца и своей оси, поэтому температура варьируется от лета к зиме (разница до 20–30°C в умеренных широтах) и от дня к ночи. Это основано на угле падения солнечных лучей — зимой они более пологие, летом вертикальные.

Климатические циклы (Миланковича): Орбитальные изменения Земли каждые 20–100 тысяч лет влияют на количество солнечного тепла. Например:

Эксцентриситет орбиты: Земля то ближе к Солнцу (больше тепла), то дальше.
Наклон оси: Сейчас ~23,5°, но колеблется на 1–2°, влияя на сезоны.
Прецессия: "Качание" оси, как волчок, меняет времена года в разных полушариях.
Эти циклы объясняют ледниковые и межледниковые периоды: последний ледниковый пик был 20–25 тыс. лет назад, когда температура была на 4–5°C ниже.

Солнечная активность: Солнце не постоянно — каждые 11 лет (цикл Швабе) пятна и вспышки меняют излучение на 0,1–0,3%. Минимум Маундера (1645–1715 гг.) совпадал с "малым ледниковым периодом" в Европе (температура на 1–2°C ниже).

Вулканы и океанские течения: Извержения выбрасывают аэрозоли, охлаждая атмосферу на 0,1–0,5°C (например, Пинатубо в 1991 г.). Эль-Ниньо/Ла-Нинья (каждые 2–7 лет) меняют температуру океанов, влияя на глобальный климат (Эль-Ниньо — теплее, Ла-Нинья — холоднее).

Другие:
Землетрясения, лесные пожары и даже космические события (метеориты), но они редки.

Эти факторы вызывают колебания на 0,5–1°C за десятилетия, как в "малый ледниковый период" (XIV–XIX вв.) или потепление Средневековья.
 Антропогенные причины (влияние человека)
За последние 150 лет температура выросла на ~1,1°C (данные IPCC 2023), и это ускоряется. Причины:

Парниковые газы (CO;, метан, etc.): Выбросы от сжигания ископаемого топлива, deforestation и сельского хозяйства усиливают "парниковый эффект" — газы удерживают тепло, как одеяло.
CO; вырос с 280 ppm (до индустриализации) до 420 ppm сегодня, что добавляет ~0,5–1°C. Это не "нагрев" в смысле нашего предыдущего расчёта, а изменение баланса энергии: Земля получает то же солнце, но теряет меньше тепла.

Аэрозоли и загрязнение: Сажа и частицы охлаждают (отражают солнце), но их эффект слабее парниковых газов. Без них потепление было бы на 0,5°C сильнее.

Изменение ландшафта: Вырубка лесов (меньше CO;-поглощения), урбанизация (тепло от городов, "остров тепла").

Данные: С 1850 г. антропогенные факторы ответственны за ~1°C потепления (остальное — естественное). Модели IPCC предсказывают +1,5–4°C к 2100 г. без действий.

 Почему колебания кажутся "то выше, то ниже"?
Короткие колебания: Погода (циклоны, засухи) маскирует тренд — например, 2023–2024 гг. были рекордно тёплыми, но локально бывают холодные зимы.
Глобальный тренд: С 1970-х температура растёт, но с вариациями (например, пауза 1998–2013 гг. из-за океанов, поглощающих тепло).

Доказательства: Ледяные керны из Антарктиды показывают циклы CO; и температуры за 800 тыс. лет. Спутники NASA фиксируют ежегодные изменения.
В итоге, колебания — норма для Земли, но антропогенное потепление добавляет тренд вверх. Если хотите детали по графикам или моделям, уточните! (Источники: IPCC AR6, NASA GISS