Question

Через область насыщенным водяным паром при температуре 100 градусов проходит труба площади поперечного сечения s и длина a, заполненная водой. за секунду на трубе конденсируется, а грамм воды, где а - это постоянная величина, имеющая размерность [г/с]. найдите время за которое температура воды вырастет на дельта t.эффектами связанными с остыванием конденсата и оседанием его на трубе, пренебречь.

Answer 1

Сразу отмечу, что не совсем это похоже на школьну программу, или же школа с углубленным изучением физики, или же это задача по термодинамике курса так 2-3 технического института! ответ лежит в тепловом балансе: кол-во тепла Q1 переданное воде = кол-ву тепла Q2 отданное сконденсировавшимся паром. Q1 = G * c * (дельта Т), где G - масса воды которое содержится в трубе (объем а значит и массу  которой очень легко посчитать: длинна умноженная площадь сечения трубы) и будет нагрето, за единицу времени. с - удельная изобарная теплоемкость воды, дельта Т - логарифмичесская разность температур пара и воды до и после нагрева. Q2 = a*r, где a - кол-во сконденсировавшегося пара за единицу времени, r - скрытая теплота фазового перехода (вы ее могли учить как теплота конденсации или испарения). Если расписать G как m/t - масса разделенная на время, можем вывести формулу для нахождения времени за которое данная масса воды нагреется на заданную дельа Т.
t=m*c*дельтаТ/a/r
(m-масса воды в трубе, с-теплоемкость воды, дельатТ - разница температур, а - количество воды образовавшееся на стенке трубы в следствии конденсирования пара, r - теплота конденсации пара)