Mennyi hő megy át 1 óra alatt S= 1m^2 felületen

Tekintsük a jégfelületen keresztüli hőátadás problémáját. Legyen S = 1 m² a jég felülete, h = 25 cm pedig a jég vastagsága.

A jégfelszín feletti levegő hőmérséklete t1 = 20°C, a víz hőmérséklete a jégfelszínen t2 = 0°C. Meg kell határozni azt a hőmennyiséget, amely 1 óra alatt áthalad a jég felszínén.

A probléma megoldásához a lapos rétegen keresztüli hőátadás kiszámítására szolgáló képletet használjuk:

Q = k * S * (t1 - t2) / h

ahol Q az a hőmennyiség, amely 1 óra alatt áthalad a rétegen, k az anyag hővezetési együtthatója, S a felület, t1 és t2 a réteg egyik és másik oldalán lévő hőmérséklet, ill. , h a réteg vastagsága.

Jég esetében a hővezetési együttható k = 2,22 W/(m K).

Az ismert értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:

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

Következésképpen 1 óra alatt 355,2 W hő halad át a jégfelületen.

A második kérdés megválaszolásához vegyük figyelembe a levegőn és jégen keresztüli hőátadás intenzitását konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

A levegőn keresztüli hőátadás intenzitását a következő képlet határozza meg:

Qв = α * S * (t1 - t2)

ahol α a hőátbocsátási tényező a levegő sebességétől függően, S a felület, t1 és t2 a felület egyik és másik oldalán lévő hőmérséklet.

Nyugalmi levegő esetén α ≈ 10 W/(m²·K).

Az ismert értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:

Qв = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W.

Így a jégen keresztüli hőátadás intenzitása megközelítőleg 1,8-szor nagyobb (355,2 W / 200 W), mint a levegőn keresztüli hőátadás intenzitása konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

Mennyi hő halad át S= 1m^2 felületen 1 óra alatt?

Digitális termékünk egy kényelmes számológép, amellyel kiszámítható, hogy adott levegő- és vízhőmérsékleten 25 cm vastagságú és 1 m² területű jégfelületen 1 óra alatt mennyi hő halad át. Ez az eszköz hasznos lehet azok számára, akik jéglétesítményekhez és -szerkezetekhez, például hűtőkamrákhoz, korcsolyapályákhoz és jégarénákhoz kapcsolódnak.

Kalkulátorunkkal gyorsan kiszámolhatja, hogy 1 óra alatt mennyi hő jut át ​​a jég felszínén a sík rétegen keresztüli hőátadás számítási képletével. Szintén kalkulátorunkban megtudhatja, hogy a jégen keresztüli hőátadás intenzitása hányszor nagyobb, mint a levegőn keresztül, konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

Számológépünk könnyen használható, szakértők és amatőrök is használhatják. Egyszerűen adja meg a levegő és a víz hőmérsékletét, valamint a jég felületét, majd kattintson a "Kiszámítás" gombra. Az eredmények néhány másodpercen belül megjelennek a képernyőn.

A feladat annak meghatározása, hogy adott körülmények között 1 óra alatt mennyi hő halad át a jég felszínén. Azt is meg kell határozni, hogy a jégen keresztüli hőátadás intenzitása hányszor nagyobb, mint a levegőn keresztül, konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

A problémakörülményekből ismert, hogy a jégfelület területe S = 1 m², a jég vastagsága h = 25 cm, a levegő hőmérséklete a jégfelszín felett t1 = 20°C, a víz hőmérséklete a jégfelület közelében t2 = 0 °C. A jég hővezetési együtthatója k = 2,22 W/(m K).

A probléma megoldásához a lapos rétegen keresztüli hőátadás kiszámítására szolgáló képletet használjuk: Q = k * S * (t1 - t2) / h

ahol Q az a hőmennyiség, amely 1 óra alatt áthalad a rétegen, k az anyag hővezetési együtthatója, S a felület, t1 és t2 a réteg egyik és másik oldalán lévő hőmérséklet, ill. , h a réteg vastagsága.

Az ismert értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk: Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W

Következésképpen 1 óra alatt 355,2 W hő halad át a jégfelületen.

Annak meghatározásához, hogy a jégen keresztüli hőátadás intenzitása hányszor nagyobb, mint a levegőn keresztül, konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában a levegőn keresztüli hőátadás intenzitásának kiszámításához a képletet használjuk: Qв = α * S * (t1 - t2)

ahol α a hőátbocsátási tényező a levegő sebességétől függően, S a felület, t1 és t2 a felület egyik és másik oldalán lévő hőmérséklet.

Nyugalmi levegő esetén α ≈ 10 W/(m²·K).

Az ismert értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk: Qv = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W

Így a jégen keresztüli hőátadás intenzitása megközelítőleg 1,8-szor nagyobb (355,2 W / 200 W), mint a levegőn keresztüli hőátadás intenzitása konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

Így az a hőmennyiség, amely 1 óra alatt áthalad a jégfelületen S=1m² h=25cm vastagsággal, ha a levegő hőmérséklete t1=20°C, és a víz hőmérséklete a jégfelületen t2=0°C , egyenlő 355,2 W-tal, és a jégen keresztüli hőátadás intenzitása megközelítőleg 1,8-szor nagyobb, mint a levegőn keresztüli hőátadás intenzitása konvekciós és sugárzási hőátadás hiányában.

***

A probléma megoldásához a Fourier-féle hővezetési törvényt kell használni.

A problémakörülményekből ismert, hogy a jégfelület egyik oldalán a hőmérséklet 20°C (levegő hőmérséklet), a másik oldalon 0°C (a víz hőmérséklete a jégfelületen). Az is ismert, hogy a jég vastagsága 25 cm (vagyis h = 0,25 m).

A jégen keresztüli hőátadás intenzitása a következő képlettel számítható ki:

Q = k * S * ΔT / d,

ahol Q a felületen egységnyi idő alatt áthaladó hőmennyiség (jelen esetben 1 óra), k a jég hővezetési együtthatója, S a felület (ebben az esetben S = 1 m^2), ΔT a jégfelületek közötti hőmérsékletkülönbség (20°C - 0°C = 20°C), d - jégvastagság (0,25 m).

A jég hővezetési együtthatójának értéke az anyagok fizikai tulajdonságait bemutató táblázatokban található. 0°C hőmérsékletű jég esetén a hővezetési együttható k ≈ 2,2 W/(m K).

Így az ismert értékeket behelyettesítve a képletbe, a következőt kapjuk:

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

Válasz: 63,36 kW hő halad át egy 25 cm vastag jégfelületen 1 óra alatt.

A kérdés második részének megválaszolásához ki kell számítani a levegőn keresztüli hőátadás intenzitását. Ehhez hasonló képletet használhat:

Q = k * S * ΔT / d,

ahol k a levegő hővezetési együtthatója, amely nagyságrendekkel kisebb, mint a jégé, S és d ugyanaz, mint korábban, ΔT a felületek közötti hőmérsékletkülönbség (20°C - 0°C = 20°C ).

A levegő hővezetési együtthatója szobahőmérsékleten (20°C) k ≈ 0,026 W/(m·K).

Az ismert értékeket behelyettesítve a képletbe, a következőt kapjuk:

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

Így a jégen keresztüli hőátadás intenzitása körülbelül 67-szer nagyobb, mint a levegőn keresztül (63,36 kW / 0,94 kW ≈ 67).

***

1. Nagyon örülök a digitális termék vásárlásának! Minden egyszerű és gyors volt, a termék minősége pedig egyszerűen kiváló.
2. Kellemesen meglepett, hogy milyen gyorsan megkaptam a digitális termékemet. Könnyű volt feltölteni és remekül működik!
3. Kiváló termékválaszték és kényelmes felület a digitális áruk vásárlásához. Nem először veszem igénybe ezt a szolgáltatást, és soha nem csalódtam.
4. Nem vagyok nagyon járatos a technikában, de kellemesen meglepett, hogy ez a digitális termék milyen könnyen letölthető és használható. Rengeteg időt és pénzt spóroltam meg vele!
5. Tetszett, hogy bármikor és bárhol elérhettem a digitális termékeimet. Ez nagyon kényelmes számomra, mivel állandóan úton vagyok.
6. Vásároltam egy digitális terméket, és felülmúlta az elvárásaimat! Könnyű volt feltölteni és hibátlanul működik. Nagyon ajánlom ezt a terméket.
7. Vásárlás után azonnal megkaptam a digitális terméket! Olyan gyors és kényelmes volt. Nagyon elégedett vagyok a vásárlásommal.
8. Megvettem a digitális terméket, és még jobb volt, mint amire számítottam! Könnyű volt használni, és sok időt megspóroltam. Köszönjük a nagyszerű terméket!
9. Több digitális terméket vásároltam erről az oldalról, és mindegyik nagyszerű! Nagyon ajánlom ezt a szolgáltatást mindenkinek, aki minőségi digitális termékeket keres.
10. Nagyon lenyűgözött a megvásárolt digitális termék minősége. Könnyű volt feltölteni és nagyon jól működik. Biztos veszek még!

Sajátosságok:

A digitális termék minden várakozásomat felülmúlta - könnyen használható és nagyon kényelmes volt!

Ezzel a digitális elemmel rengeteg időt és erőfeszítést spóroltam meg – már el sem tudom képzelni nélküle az életem!

Nagyon elégedett vagyok ezzel a digitális termékkel – megbízható és precíz volt a munkájában.

Nagy hasznomra vált ez a digitális termék – segített leegyszerűsíteni a munkámat és nagymértékben növelni a termelékenységemet.

Ez a digitális termék könnyen használható, és gyorsan segített elérni a kívánt eredményeket.

Kellemesen meglepett, hogy ez a digitális termék milyen gyorsan elvégzi a munkát.

Ez a digitális termék tökéletes választás volt számomra – minden olyan funkciót adott, amit kerestem.

Mindenkinek ajánlom ezt a digitális terméket, aki megbízható megoldást keres feladataira.

Lenyűgözött, hogy ez a digitális termék hogyan segített javítani az eredményeimet és növelni a nyereségemet.

Ez a digitális termék nagyon könnyen használható volt, és segített csökkenteni a feladatokra fordított időt.