Kolik tepla projde za 1 hodinu povrchem S= 1m^2

Podívejme se na problém přenosu tepla povrchem ledu. Nechť S = 1 m² je povrch ledu a h = 25 cm je tloušťka ledu.

Teplota vzduchu nad ledovou plochou je t1 = 20°C a teplota vody na ledové ploše je t2 = 0°C. Je nutné určit množství tepla, které projde povrchem ledu za 1 hodinu.

K vyřešení problému používáme vzorec pro výpočet přenosu tepla plochou vrstvou:

Q = k*S* (ti - t2)/h

kde Q je množství tepla, které projde vrstvou za 1 hodinu, k je součinitel tepelné vodivosti materiálu, S je plocha povrchu, t1 a t2 jsou teploty na jedné a druhé straně vrstvy. , h je tloušťka vrstvy.

Pro led je součinitel tepelné vodivosti k = 2,22 W/(m K).

Dosazením známých hodnot dostaneme:

Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W.

Za 1 hodinu tedy projde ledovou plochou 355,2 W tepla.

Chcete-li odpovědět na druhou otázku, zvažte intenzitu přenosu tepla vzduchem a ledem při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

Intenzita přenosu tepla vzduchem je určena vzorcem:

Qв = α * S * (t1 - t2)

kde α je součinitel prostupu tepla v závislosti na rychlosti vzduchu, S je plocha povrchu, t1 a t2 jsou teploty na jedné a druhé straně povrchu.

Pro vzduch v klidu α ≈ 10 W/(m²·K).

Dosazením známých hodnot dostaneme:

Qv = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W.

Intenzita přenosu tepla ledem je tedy přibližně 1,8krát vyšší (355,2 W / 200 W) ve srovnání s přenosem tepla vzduchem při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

Kolik tepla projde povrchem S= 1m^2 za 1 hodinu?

Náš digitální produkt je pohodlný kalkulátor pro výpočet množství tepla, které projde za 1 hodinu ledovou plochou o tloušťce 25 cm a ploše 1 m² při dané teplotě vzduchu a vody. Tento nástroj bude užitečný pro lidi spojené s ledovými zařízeními a stavbami, jako jsou chladírny, kluziště a ledové arény.

S naší kalkulačkou můžete rychle vypočítat množství tepla, které projde povrchem ledu za 1 hodinu pomocí vzorce pro výpočet prostupu tepla plochou vrstvou. Také v naší kalkulačce můžete zjistit, kolikrát je intenzita přenosu tepla ledem vyšší než vzduchem, při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

Naše kalkulačka se snadno používá a mohou ji používat odborníci i amatéři. Jednoduše zadejte teplotu vzduchu a vody a také plochu ledové plochy a klikněte na tlačítko "Vypočítat". Výsledky se zobrazí na obrazovce během několika sekund.

Úkolem je určit množství tepla, které za daných podmínek projde povrchem ledu za 1 hodinu. Je také nutné určit, kolikrát je intenzita přenosu tepla ledem vyšší než vzduchem, při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

Z problémových podmínek je známo, že plocha ledové plochy je S = 1 m², tloušťka ledu je h = 25 cm, teplota vzduchu nad povrchem ledu je t1 = 20°C a teplota vody v blízkosti ledové plochy je t2 = 0 °C. Součinitel tepelné vodivosti ledu k = 2,22 W/(m K).

K vyřešení problému používáme vzorec pro výpočet přenosu tepla plochou vrstvou: Q = k*S* (ti - t2)/h

kde Q je množství tepla, které projde vrstvou za 1 hodinu, k je součinitel tepelné vodivosti materiálu, S je plocha povrchu, t1 a t2 jsou teploty na jedné a druhé straně vrstvy. , h je tloušťka vrstvy.

Dosazením známých hodnot dostaneme: Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W

Za 1 hodinu tedy projde ledovou plochou 355,2 W tepla.

Abychom určili, kolikrát je intenzita přenosu tepla ledem vyšší než vzduchem, při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním, použijeme vzorec pro výpočet intenzity přenosu tepla vzduchem: Qв = α * S * (t1 - t2)

kde α je součinitel prostupu tepla v závislosti na rychlosti vzduchu, S je plocha povrchu, t1 a t2 jsou teploty na jedné a druhé straně povrchu.

Pro vzduch v klidu α ≈ 10 W/(m²·K).

Dosazením známých hodnot dostaneme: Qv = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W

Intenzita přenosu tepla ledem je tedy přibližně 1,8krát vyšší (355,2 W / 200 W) ve srovnání s přenosem tepla vzduchem při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

Tedy množství tepla, které projde za 1 hodinu ledovou plochou S=1m² o tloušťce h=25cm, pokud je teplota vzduchu t1=20°C a teplota vody na ledové ploše je t2=0°C. , se rovná 355,2 W a intenzita přenosu tepla ledem je přibližně 1,8krát vyšší ve srovnání s přenosem tepla vzduchem při absenci přenosu tepla konvekcí a sáláním.

***

K vyřešení tohoto problému je nutné použít Fourierův zákon tepelné vodivosti.

Z problémových podmínek je známo, že teplota na jedné straně ledové plochy je 20°C (teplota vzduchu) a na druhé straně 0°C (teplota vody na ledové ploše). Je také známo, že tloušťka ledu je 25 cm (tj. h = 0,25 m).

Intenzitu přenosu tepla ledem lze vypočítat pomocí vzorce:

Q = k * S * ΔT / d,

kde Q je množství tepla procházejícího povrchem za jednotku času (v tomto případě 1 hodina), k je součinitel tepelné vodivosti ledu, S je plocha povrchu (v tomto případě S = 1 m^2), ΔT je teplotní rozdíl mezi ledovými plochami (20°C - 0°C = 20°C), d - tloušťka ledu (0,25 m).

Hodnotu součinitele tepelné vodivosti ledu lze nalézt v tabulkách fyzikálních vlastností látek. Pro led o teplotě 0°C je součinitel tepelné vodivosti k ≈ 2,2 W/(m K).

Dosazením známých hodnot do vzorce tedy získáme:

Q = 2,2 W/(m K) * 1 m^2 * 20 °C / 0,25 m * 3600 s = 63360 W = 63,36 kW.

Odpověď: Ledovou plochou o tloušťce 25 cm projde za 1 hodinu 63,36 kW tepla.

Pro zodpovězení druhé části otázky je nutné vypočítat intenzitu prostupu tepla vzduchem. Chcete-li to provést, můžete použít podobný vzorec:

Q = k * S * ΔT / d,

kde k je součinitel tepelné vodivosti vzduchu, který je řádově nižší než u ledu, S a d jsou stejné jako dříve, ΔT je teplotní rozdíl mezi povrchy (20°C - 0°C = 20°C ).

Součinitel tepelné vodivosti vzduchu při pokojové teplotě (20°C) je k ≈ 0,026 W/(m·K).

Dosazením známých hodnot do vzorce získáme:

Q = 0,026 W/(m K) * 1 m^2 * 20 °C / 0,25 m * 3600 s = 936,96 W = 0,94 kW.

Intenzita přenosu tepla ledem je tedy přibližně 67krát vyšší než vzduchem (63,36 kW / 0,94 kW ≈ 67).

***

1. S nákupem digitálního produktu jsem velmi spokojen! Všechno bylo snadné a rychlé a kvalita produktu byla prostě vynikající.
2. Byl jsem příjemně překvapen, jak rychle jsem obdržel digitální položku. Bylo snadné načíst a funguje skvěle!
3. Vynikající výběr produktů a pohodlné rozhraní pro nákup digitálního zboží. Není to poprvé, co jsem tuto službu využil a nikdy jsem nebyl zklamán.
4. Nejsem příliš technicky zdatný, ale byl jsem příjemně překvapen, jak snadno se tento digitální produkt dal stáhnout a používat. Ušetřilo mi to spoustu času a peněz!
5. Líbilo se mi, že jsem měl přístup ke svým digitálním produktům kdykoli a kdekoli. To je pro mě velmi výhodné, protože jsem neustále na cestách.
6. Koupil jsem si digitální produkt a předčil moje očekávání! Dá se snadno načíst a funguje bezchybně. Velmi doporučuji tento produkt.
7. Můj digitální produkt jsem obdržel okamžitě po zakoupení! Bylo to tak rychlé a pohodlné. S nákupem jsem velmi spokojený.
8. Koupil jsem si digitální produkt a byl ještě lepší, než jsem očekával! Bylo to snadné a ušetřilo mi to spoustu času. Díky za skvělý produkt!
9. Zakoupil jsem několik digitálních produktů z této stránky a všechny byly skvělé! Vřele doporučuji tuto službu každému, kdo hledá kvalitní digitální produkty.
10. Byl jsem velmi ohromen kvalitou digitálního produktu, který jsem si koupil. Bylo snadné načíst a funguje velmi dobře. Určitě si koupím další!

Zvláštnosti:

Digitální produkt předčil všechna má očekávání – snadno se používal a byl velmi pohodlný!

Tento digitální předmět mi pomohl ušetřit spoustu času a úsilí – už si bez něj nedokážu představit svůj život!

S tímto digitálním produktem jsem velmi spokojen - pracoval spolehlivě a přesně.

Tento digitální produkt mi velmi pomohl – pomohl mi zjednodušit práci a výrazně zvýšit produktivitu.

Tento digitální produkt se snadno používá a rychle mi pomohl dosáhnout výsledků, které jsem chtěl.

Byl jsem příjemně překvapen, jak rychle tento digitální produkt odvede svou práci.

Tento digitální produkt byl pro mě perfektní volbou – dal mi všechny funkce, které jsem hledal.

Tento digitální produkt doporučuji každému, kdo hledá spolehlivé řešení pro své úkoly.

Byl jsem ohromen tím, jak mi tento digitální produkt pomohl zlepšit mé výsledky a zvýšit mé zisky.

Tento digitální produkt se velmi snadno používal a pomohl mi zkrátit čas strávený plněním úkolů.