Question

плс или хотяб объясните как это сделать
1. Определить коэффициент теплопроводности кирпичной стенки печи толщиной 400 мм, если температура на внутренней поверхности стенки 3000С и на наружной 500С. Потери теплоты через стенку q=180 Вт/м2.

2. Определить теплообмен излучением между двумя параллельными кирпичными поверхностями, если температура поверхностей 2500С и 400С. Степени черноты поверхностей соответственно 0,7 и 0,8.

3. Тепловая машина имеет КПД 25 %. Средняя мощность передачи теплоты холодильнику составляет 4 кВт. Какое количество теплоты рабочее тело получает от нагревателя за 20 с?

Answer 1

1. Чтобы определить коэффициент теплопроводности кирпичной стенки печи, мы можем использовать закон Фурье:

q = (-k * ΔT) / Δx,

где q - потери теплоты через стенку (180 Вт/м2),
k - коэффициент теплопроводности,
ΔT - разница в температуре между внутренней и наружной поверхностью стенки (300 - 50 = 250 °C),
Δx - толщина стенки (400 мм = 0,4 м).

Мы можем найти k, переписав формулу:

k = (-q * Δx) / ΔT.

Подставляя значения, имеем:

k = (-180 Вт/м2 * 0,4 м) / 250 °C.

Выполняя расчёты, получаем:

k = -0.288 Вт/(м °C).

Ответ: Коэффициент теплопроводности кирпичной стенки печи составляет -0,288 Вт/(м °C).

2. Чтобы определить теплообмен излучением между двумя параллельными кирпичными поверхностями, мы можем использовать закон Стефана-Больцмана:

q = ε * σ * A * (T1^4 - T2^4),

где q - потери теплоты излучением,
ε - степень черноты (эмиссивность) поверхностей (0,7 и 0,8 для первой и второй поверхностей),
σ - постоянная Стефана-Больцмана (σ = 5,67 * 10^(-8) Вт/(м2 * К^4)),
A - площадь поверхности (какая дана в условии?),
T1 и T2 - температуры соответствующих поверхностей (250 °C и 40 °C).

Но поскольку нам не дана площадь поверхности, мы не можем точно рассчитать потери теплоты излучением.

3. Чтобы определить количество теплоты, которое рабочее тело получает от нагревателя, мы можем использовать формулу КПД:

КПД = (Pполезная / Pполученная) * 100%,

где КПД - КПД тепловой машины (25% = 0,25),
Pполезная - полезная мощность (4 кВт),
Pполученная - полученная мощность от нагревателя.

Мы можем переписать формулу:

Pполученная = Pполезная / КПД.

Подставляя значения, имеем:

Pполученная = 4 кВт / 0,25.

Выполняя расчёты, получаем:

Pполученная = 16 кВт.

Теперь, чтобы определить количество теплоты, мы можем использовать формулу:

Q = P * t,

где Q - количество теплоты,
P - мощность (16 кВт),
t - время (20 с).

Подставляя значения, имеем:

Q = 16 кВт * 20 с.

Выполняя расчёты, получаем:

Q = 320 кДж.

Ответ: Рабочее тело получает 320 кДж теплоты от нагревателя за 20 с.