В калорифере (нагревателе воды) вода объемом 2л нагревается от температуры Т(0)=20°С до температуры Т=70°С за время t=200с. Какова будет температура воды на выходе из калорифера, если ее прокачивать через него с объемным расходом Q-0,02л/с? Температура воды на выходе Т(G). Считать, что мощность калорифера постоянна и расходуется только на нагрев воды. теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением теплового баланса:

Q = mcΔT

Где Q - количество тепла, полученное от калорифера (мощность калорифера умноженная на время), m - масса нагреваемой воды (2 кг), c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/(г*°C)), ΔT - изменение температуры.

Известно, что на выходе из калорифера вода имеет температуру 70°С. Таким образом, изменение температуры ΔT = 70 - 20 = 50°C.

Подставим данные в уравнение:

Q = 24,18650 = 418,6 Дж

Теперь найдем количество тепла, отдаваемого водой при прокачивании через калорифер:

Q' = mcΔT'

где ΔT' - изменение температуры при прокачивании.

Мы знаем, что за время t=200с прокачивается 0,02л воды.

Масса прокачиваемой воды m' = 0,02кг, ΔT' = Т(G) - 70.

Подставим данные в уравнение:

Q' = 0,024,186(Т(G) - 70)

Поскольку вода при прокачивании через калорифер не нагревается, а отдает тепло, то Q' = -Q.

Получаем уравнение:

0,024,186(Т(G) - 70) = -418,6

Теперь найдем температуру воды на выходе из калорифера:

0,024,186(Т(G) - 70) = -418,6

0,08372*(Т(G) - 70) = -418,6

Т(G) - 70 = -5000

Т(G) = 5000 + 70 = 5070°С

Таким образом, температура воды на выходе из калорифера будет 5070°С.