Задачка на физику В трубу нержавейка 1 литр воды 90 градусов залито, давление внутри трубы 1.5атм, окружающая температура 23градуса, ветер отсутствует. Задача вычислить время остывания воды до значения 35 градусов?.

11 Апр 2022 в 19:41
217 +1
0
Ответы
1

Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.

Первоначальная энергия воды в трубе в виде тепла равна энергии воды после остывания. Тепловая емкость воды составляет примерно 4,18 Дж/г∗Сг*СгС.

Для рассчета изменения температуры воды используем следующую формулу:
Q = m c T2−T1T2 - T1T2T1,
где Q - количество тепла ДжДжДж,
m - масса воды ггг,
c - теплоемкость воды дж/г∗Сдж/г*Сдж/гС,
T2 - конечная температура 35градусов35 градусов35градусов,
T1 - начальная температура 90градусов90 градусов90градусов.

Количество тепла, необходимое для охлаждения воды:
Q = 1000г 4,18 Дж/г</em>Сг</em>Сг</em>С * 35−9035 - 903590 = -19580 Дж.

Давление и объем воды не влияют на температуру в этом случае. Таким образом, всё тепло уходит на нагревание окружающей среды.

Следовательно, для расчета времени остывания, нам нужно учитывать количество ушедшего тепла. Поэтому:

Ушедшее тепло равно работе давления, которое работает, чтобы убледить атмосферу:
Q = PAV,
где P - давление 1,5атм1,5 атм1,5атм,
A - площадь поверхности трубы,
V - объем воды 1литр=1000грамм1 литр = 1000 грамм1литр=1000грамм.

Подставляем значения:
Q = 1,5 атм A 1000 г = 1500A гатм.

Теперь мы можем выразить площадь трубы:
A = 19580 Дж/1500г<em>атм1500 г<em>атм1500г<em>атм = 13,053 гатм.

Это площадь, по которой вода отдает тепло окружающей среде. Теперь можем использовать ее для вычисления времени остывания.

Для этого используем закон Ньютона охлаждения:
Q = k A deltaT * t,
где k - коэффициент теплообмена,
A - площадь поверхности трубы,
deltaT - разница в температурах 67градусов67 градусов67градусов,
t - время остывания.

Раскрываем и находим t:
t = Q / k<em>A</em>deltaTk <em> A </em> deltaTk<em>A</em>deltaT,
t = 19580 Дж / k<em>13,053г</em>атм∗67градусовk <em> 13,053 г</em>атм * 67 градусовk<em>13,053г</em>атм67градусов.

Теперь нужно знать коэффициент теплообмена трубы с окружающей средой, чтобы рассчитать время остывания до 35 градусов.

16 Апр 2024 в 18:49
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир