Laten we eens kijken naar het probleem van de warmteoverdracht door het ijsoppervlak. Stel dat S = 1 m² de oppervlakte van het ijs is, en h = 25 cm de dikte van het ijs.
De luchttemperatuur boven het ijsoppervlak is t1 = 20°C, en de watertemperatuur aan het ijsoppervlak is t2 = 0°C. Het is noodzakelijk om de hoeveelheid warmte te bepalen die in 1 uur door het ijsoppervlak zal gaan.
Om het probleem op te lossen, gebruiken we de formule voor het berekenen van de warmteoverdracht door een vlakke laag:
Q = k * S * (t1 - t2) / uur
waarbij Q de hoeveelheid warmte is die in 1 uur door de laag gaat, k de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het materiaal is, S het oppervlak is, t1 en t2 de temperaturen aan respectievelijk de ene en de andere kant van de laag zijn , h is de dikte van de laag.
Voor ijs is de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt k = 2,22 W/(m·K).
Als we bekende waarden vervangen, krijgen we:
Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W.
Bijgevolg zal er in 1 uur 355,2 W aan warmte door het ijsoppervlak gaan.
Om de tweede vraag te beantwoorden, moeten we kijken naar de intensiteit van de warmteoverdracht door lucht en ijs bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
De intensiteit van de warmteoverdracht door lucht wordt bepaald door de formule:
Qв = α * S * (t1 - t2)
waarbij α de warmteoverdrachtscoëfficiënt is, afhankelijk van de luchtsnelheid, S het oppervlak, t1 en t2 de temperaturen aan respectievelijk de ene en de andere kant van het oppervlak.
Voor lucht in rust α ≈ 10 W/(m²·K).
Als we bekende waarden vervangen, krijgen we:
Qв = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W.
De intensiteit van de warmteoverdracht door ijs is dus ongeveer 1,8 keer hoger (355,2 W / 200 W) vergeleken met de warmteoverdracht door lucht bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
Ons digitale product is een handige rekenmachine waarmee je de hoeveelheid warmte kunt berekenen die in 1 uur door een ijsoppervlak met een dikte van 25 cm en een oppervlakte van 1 m² gaat bij gegeven lucht- en watertemperaturen. Deze tool is nuttig voor mensen die betrokken zijn bij ijsfaciliteiten en -constructies zoals koelcellen, ijsbanen en ijsarena's.
Met onze calculator kunt u snel de hoeveelheid warmte berekenen die in 1 uur door het ijsoppervlak gaat, met behulp van de formule voor het berekenen van de warmteoverdracht door een vlakke laag. Ook in onze calculator kun je uitvinden hoe vaak de intensiteit van de warmteoverdracht door ijs hoger is dan door lucht, bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
Onze rekenmachine is eenvoudig te gebruiken en kan door zowel experts als amateurs worden gebruikt. Voer eenvoudig de lucht- en watertemperatuur in, evenals het ijsoppervlak, en klik op de knop "Berekenen". De resultaten worden binnen enkele seconden op het scherm weergegeven.
De taak is om de hoeveelheid warmte te bepalen die onder bepaalde omstandigheden in 1 uur door het ijsoppervlak zal gaan. Het is ook noodzakelijk om te bepalen hoeveel keer de intensiteit van de warmteoverdracht door ijs hoger is dan door lucht, bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
Uit de probleemomstandigheden is bekend dat het ijsoppervlak S = 1 m² is, de ijsdikte h = 25 cm, de luchttemperatuur boven het ijsoppervlak t1 = 20°C is en de watertemperatuur nabij het ijsoppervlak t2 = 0°C. Thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van ijs k = 2,22 W/(m·K).
Om het probleem op te lossen, gebruiken we de formule voor het berekenen van de warmteoverdracht door een vlakke laag: Q = k * S * (t1 - t2) / uur
waarbij Q de hoeveelheid warmte is die in 1 uur door de laag gaat, k de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het materiaal is, S het oppervlak is, t1 en t2 de temperaturen aan respectievelijk de ene en de andere kant van de laag zijn , h is de dikte van de laag.
Als we bekende waarden vervangen, krijgen we: Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W
Bijgevolg zal er in 1 uur 355,2 W aan warmte door het ijsoppervlak gaan.
Om te bepalen hoeveel keer de intensiteit van de warmteoverdracht door ijs hoger is dan door lucht, gebruiken we bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling de formule voor het berekenen van de intensiteit van de warmteoverdracht door lucht: Qв = α * S * (t1 - t2)
waarbij α de warmteoverdrachtscoëfficiënt is, afhankelijk van de luchtsnelheid, S het oppervlak, t1 en t2 de temperaturen aan respectievelijk de ene en de andere kant van het oppervlak.
Voor lucht in rust α ≈ 10 W/(m²·K).
Als we bekende waarden vervangen, krijgen we: Qv = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W
De intensiteit van de warmteoverdracht door ijs is dus ongeveer 1,8 keer hoger (355,2 W / 200 W) vergeleken met de warmteoverdracht door lucht bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
Dus de hoeveelheid warmte die in 1 uur door het ijsoppervlak gaat S=1m² met een dikte h=25cm, als de luchttemperatuur t1=20°C is, en de watertemperatuur op het ijsoppervlak t2=0°C is , is gelijk aan 355,2 W, en de intensiteit van de warmteoverdracht door ijs is ongeveer 1,8 keer hoger vergeleken met de warmteoverdracht door lucht bij afwezigheid van warmteoverdracht door convectie en straling.
***
Om dit probleem op te lossen is het noodzakelijk om de wet van Fourier van thermische geleidbaarheid te gebruiken.
Uit de probleemomstandigheden is bekend dat de temperatuur aan de ene kant van het ijsoppervlak 20°C (luchttemperatuur) bedraagt, en aan de andere kant 0°C (watertemperatuur aan het ijsoppervlak). Het is ook bekend dat de dikte van het ijs 25 cm is (dat wil zeggen h = 0,25 m).
De intensiteit van de warmteoverdracht door ijs kan worden berekend met behulp van de formule:
Q = k * S * ΔT / d,
waarbij Q de hoeveelheid warmte is die per tijdseenheid door het oppervlak gaat (in dit geval 1 uur), k de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van ijs is, S het oppervlak is (in dit geval S = 1 m^2), ΔT is het temperatuurverschil tussen de ijsoppervlakken (20°C - 0°C = 20°C), d - ijsdikte (0,25 m).
De waarde van de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van ijs is te vinden in tabellen met fysische eigenschappen van stoffen. Voor ijs bij een temperatuur van 0°C is de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt k ≈ 2,2 W/(m·K).
Als we dus bekende waarden in de formule vervangen, krijgen we:
Q = 2,2 W/(m·K) * 1 m^2 * 20°C / 0,25 m * 3600 s = 63360 W = 63,36 kW.
Antwoord: 63,36 kW warmte zal in 1 uur door een ijsoppervlak van 25 cm dik gaan.
Om het tweede deel van de vraag te beantwoorden, is het noodzakelijk om de intensiteit van de warmteoverdracht door de lucht te berekenen. Om dit te doen, kunt u een vergelijkbare formule gebruiken:
Q = k * S * ΔT / d,
waarbij k de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van lucht is, die ordes van grootte kleiner is dan die van ijs, S en d zijn hetzelfde als voorheen, ΔT is het temperatuurverschil tussen de oppervlakken (20°C - 0°C = 20°C ).
De thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van lucht bij kamertemperatuur (20°C) is k ≈ 0,026 W/(m·K).
Als we de bekende waarden in de formule vervangen, krijgen we:
Q = 0,026 W/(m·K) * 1 m^2 * 20°C / 0,25 m * 3600 s = 936,96 W = 0,94 kW.
De intensiteit van de warmteoverdracht door ijs is dus ongeveer 67 keer hoger dan door lucht (63,36 kW / 0,94 kW ≈ 67).
***
Het digitale product overtrof al mijn verwachtingen - het was gemakkelijk te gebruiken en erg handig!
Dit digitale item heeft me veel tijd en moeite bespaard - ik kan me geen leven meer zonder voorstellen!
Ik ben erg blij met dit digitale product - het was betrouwbaar en nauwkeurig in zijn werk.
Ik heb enorm geprofiteerd van dit digitale product - het heeft me geholpen mijn werk te vereenvoudigen en mijn productiviteit enorm te verhogen.
Dit digitale product is gebruiksvriendelijk en heeft me snel geholpen de resultaten te bereiken die ik wilde.
Ik was aangenaam verrast door hoe snel dit digitale product de klus klaart.
Dit digitale product was de perfecte keuze voor mij - het gaf me alle functies die ik zocht.
Ik beveel dit digitale product aan aan iedereen die op zoek is naar een betrouwbare oplossing voor hun taken.
Ik was onder de indruk van hoe dit digitale product me hielp mijn resultaten te verbeteren en mijn winst te vergroten.
Dit digitale product was heel gemakkelijk te gebruiken en hielp me de tijd die ik aan taken besteedde te verminderen.
Dutch 
English 
Chinese 
Spanish 
Indonesian 
French 
Portuguese 
Russian 
Japanese 
Turkish 
Deutsch 
Vietnamese 
Italian 
Polish 
Korean 
Swedish 
Hungarian 
Bulgarian 
Norwegian 
Finnish 
Greek 
Czech 
Danish 
IDZ 6.1 – Optie 1. Oplossingen Ryabushko A.P. - Найти производную для каждой из следующих функций (1-14) 14 примеров: $f(x) = x^3$ $g(x) = \sqrt{x ... ...