Hvor mye varme vil passere på 1 time gjennom S= 1m^2 overflate

La oss vurdere problemet med varmeoverføring gjennom overflaten av is. La S = 1 m² være overflaten til isen og h = 25 cm være tykkelsen på isen.

Lufttemperaturen over isoverflaten er t1 = 20°C, og vanntemperaturen ved isoverflaten er t2 = 0°C. Det er nødvendig å bestemme mengden varme som vil passere gjennom overflaten av isen om 1 time.

For å løse problemet bruker vi formelen for å beregne varmeoverføring gjennom et flatt lag:

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

der Q er mengden varme som vil passere gjennom laget i løpet av 1 time, k er varmeledningskoeffisienten til materialet, S er overflatearealet, t1 og t2 er temperaturene på henholdsvis den ene og den andre siden av laget , h er tykkelsen på laget.

For is er varmeledningskoeffisienten k = 2,22 W/(m K).

Ved å erstatte kjente verdier får vi:

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

Følgelig vil 355,2 W varme passere gjennom isoverflaten på 1 time.

For å svare på det andre spørsmålet, vurder intensiteten av varmeoverføring gjennom luft og is i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

Intensiteten av varmeoverføring gjennom luft bestemmes av formelen:

Qв = α * S * (t1 - t2)

hvor α er varmeoverføringskoeffisienten, avhengig av lufthastigheten, S er overflatearealet, t1 og t2 er temperaturene på henholdsvis den ene og den andre siden av overflaten.

For luft i hvile α ≈ 10 W/(m²·K).

Ved å erstatte kjente verdier får vi:

Qв = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W.

Dermed er intensiteten av varmeoverføring gjennom is omtrent 1,8 ganger høyere (355,2 W / 200 W) sammenlignet med varmeoverføring gjennom luft i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

Hvor mye varme vil passere gjennom S= 1m^2 overflate på 1 time?

Vårt digitale produkt er en praktisk kalkulator for å beregne mengden varme som vil passere i løpet av 1 time gjennom en isoverflate med en tykkelse på 25 cm og et areal på 1 m² ved gitte luft- og vanntemperaturer. Dette verktøyet vil være nyttig for personer knyttet til isanlegg og strukturer som kjølerom, skøytebaner og isarenaer.

Med vår kalkulator kan du raskt beregne mengden varme som vil passere gjennom overflaten av isen i løpet av 1 time ved å bruke formelen for å beregne varmeoverføring gjennom et flatt lag. Også i vår kalkulator kan du finne ut hvor mange ganger intensiteten av varmeoverføring gjennom is er høyere enn gjennom luft, i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

Kalkulatoren vår er enkel å bruke og kan brukes av både eksperter og amatører. Bare skriv inn luft- og vanntemperaturen, samt isoverflaten, og klikk på "Beregn"-knappen. Resultatene vil vises på skjermen i løpet av noen få sekunder.

Oppgaven er å bestemme mengden varme som vil passere gjennom overflaten av isen i løpet av 1 time under gitte forhold. Det er også nødvendig å bestemme hvor mange ganger intensiteten av varmeoverføring gjennom is er høyere enn gjennom luft, i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

Fra problemforholdene er det kjent at isoverflaten er S = 1 m², istykkelsen er h = 25 cm, lufttemperaturen over isoverflaten er t1 = 20°C, og vanntemperaturen nær isoverflaten er t2 = 0°C. Termisk konduktivitetskoeffisient for is k = 2,22 W/(m K).

For å løse problemet bruker vi formelen for å beregne varmeoverføring gjennom et flatt lag: Q = k * S * (t1 - t2) / h

der Q er mengden varme som vil passere gjennom laget i løpet av 1 time, k er varmeledningskoeffisienten til materialet, S er overflatearealet, t1 og t2 er temperaturene på henholdsvis den ene og den andre siden av laget , h er tykkelsen på laget.

Ved å erstatte kjente verdier får vi: Q = 2,22 * 1 * (20 - 0) / 0,25 = 355,2 W

Følgelig vil 355,2 W varme passere gjennom isoverflaten på 1 time.

For å bestemme hvor mange ganger intensiteten av varmeoverføring gjennom is er høyere enn gjennom luft, i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling, bruker vi formelen for å beregne intensiteten av varmeoverføring gjennom luft: Qв = α * S * (t1 - t2)

hvor α er varmeoverføringskoeffisienten, avhengig av lufthastigheten, S er overflatearealet, t1 og t2 er temperaturene på henholdsvis den ene og den andre siden av overflaten.

For luft i hvile α ≈ 10 W/(m²·K).

Ved å erstatte kjente verdier får vi: Qv = 10 * 1 * (20 - 0) = 200 W

Dermed er intensiteten av varmeoverføring gjennom is omtrent 1,8 ganger høyere (355,2 W / 200 W) sammenlignet med varmeoverføring gjennom luft i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

Dermed er mengden varme som vil passere i løpet av 1 time gjennom isoverflaten S=1m² med tykkelse h=25cm, hvis lufttemperaturen er t1=20°C, og vanntemperaturen ved isoverflaten er t2=0°C , er lik 355,2 W, og intensiteten av varmeoverføring gjennom is er omtrent 1,8 ganger høyere sammenlignet med varmeoverføring gjennom luft i fravær av varmeoverføring ved konveksjon og stråling.

***

For å løse dette problemet er det nødvendig å bruke Fouriers lov om varmeledningsevne.

Fra problemforholdene er det kjent at temperaturen på den ene siden av isoverflaten er 20°C (lufttemperatur), og på den andre siden er den 0°C (vanntemperatur ved isoverflaten). Det er også kjent at tykkelsen på isen er 25 cm (det vil si h = 0,25 m).

Intensiteten av varmeoverføring gjennom is kan beregnes ved hjelp av formelen:

Q = k * S * ΔT / d,

der Q er mengden varme som passerer gjennom overflaten per tidsenhet (i dette tilfellet 1 time), k er varmeledningskoeffisienten til is, S er overflatearealet (i dette tilfellet S = 1 m^2), ΔT er temperaturforskjellen mellom isflatene (20°C - 0°C = 20°C), d - istykkelse (0,25 m).

Verdien av den termiske konduktivitetskoeffisienten til is kan finnes i tabeller over fysiske egenskaper til stoffer. For is ved en temperatur på 0°C er varmeledningskoeffisienten k ≈ 2,2 W/(m K).

Ved å erstatte kjente verdier i formelen får vi:

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

Svar: 63,36 kW varme vil passere gjennom en isflate 25 cm tykk på 1 time.

For å svare på den andre delen av spørsmålet, er det nødvendig å beregne intensiteten av varmeoverføring gjennom luften. For å gjøre dette kan du bruke en lignende formel:

Q = k * S * ΔT / d,

hvor k er varmeledningskoeffisienten til luft, som er størrelsesordener lavere enn isen, S og d er de samme som før, ΔT er temperaturforskjellen mellom overflatene (20°C - 0°C = 20°C ).

Den termiske konduktivitetskoeffisienten til luft ved romtemperatur (20°C) er k ≈ 0,026 W/(m·K).

Ved å erstatte de kjente verdiene i formelen får vi:

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

Dermed er intensiteten av varmeoverføring gjennom is omtrent 67 ganger høyere enn gjennom luft (63,36 kW / 0,94 kW ≈ 67).

***

1. Veldig fornøyd med mitt kjøp av et digitalt produkt! Alt var enkelt og raskt, og kvaliteten på produktet var rett og slett utmerket.
2. Jeg ble positivt overrasket over hvor raskt jeg mottok den digitale varen min. Det var enkelt å laste og fungerer utmerket!
3. Et utmerket utvalg av produkter og et praktisk grensesnitt for kjøp av digitale varer. Dette er ikke første gang jeg har brukt denne tjenesten, og jeg har aldri blitt skuffet.
4. Jeg er ikke veldig teknisk kunnskapsrik, men jeg ble positivt overrasket over hvor enkelt det var å laste ned og bruke dette digitale produktet. Det sparte meg for mye tid og penger!
5. Elsket at jeg kunne få tilgang til de digitale produktene mine når som helst og hvor som helst. Dette er veldig praktisk for meg da jeg hele tiden er på farten.
6. Jeg kjøpte et digitalt produkt og det overgikk forventningene mine! Den var lett å laste og fungerer feilfritt. Jeg anbefaler dette produktet på det sterkeste.
7. Jeg mottok det digitale produktet mitt umiddelbart etter kjøpet! Det var så raskt og praktisk. Jeg er veldig fornøyd med kjøpet mitt.
8. Jeg kjøpte det digitale produktet, og det var enda bedre enn jeg forventet! Det var enkelt å bruke og sparte meg for mye tid. Takk for et flott produkt!
9. Jeg har kjøpt flere digitale produkter fra denne siden, og de har alle vært flotte! Jeg anbefaler denne tjenesten på det sterkeste for alle som leter etter digitale kvalitetsprodukter.
10. Jeg var veldig imponert over kvaliteten på det digitale produktet jeg kjøpte. Den var lett å laste og fungerer veldig bra. Jeg vil definitivt kjøpe mer!

Egendommer:

Det digitale produktet overgikk alle mine forventninger - det var enkelt å bruke og veldig praktisk!

Denne digitale gjenstanden har hjulpet meg med å spare mye tid og krefter – jeg kan ikke forestille meg livet mitt uten det lenger!

Jeg er veldig fornøyd med dette digitale produktet - det var pålitelig og nøyaktig i arbeidet.

Jeg har hatt stor nytte av dette digitale produktet – det har hjulpet meg med å forenkle arbeidet mitt og øke produktiviteten betraktelig.

Dette digitale produktet er enkelt å bruke og hjalp meg raskt med å oppnå de resultatene jeg ønsket.

Jeg ble positivt overrasket over hvor raskt dette digitale produktet får jobben gjort.

Dette digitale produktet var det perfekte valget for meg - det ga meg alle funksjonene jeg var ute etter.

Jeg anbefaler dette digitale produktet til alle som leter etter en pålitelig løsning for oppgavene sine.

Jeg var imponert over hvordan dette digitale produktet hjalp meg med å forbedre resultatene mine og øke fortjenesten.

Dette digitale produktet var veldig enkelt å bruke og hjalp meg med å redusere tiden brukt på oppgaver.