Внутри трубы, через которую течет вода, находится нагреватель мощностью 3 кВт. За счет этого температура воды на выходе трубы на 60 градусов больше, чем на входе. Пренебрегая потерями тепла определить скорость течения воды в трубе, если площадь ее сечения 1 см2. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кгС, плотность 1000 кг/м3

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

m c ΔT = P * t

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры, P - мощность нагревателя, t - время нагрева.

Масса воды можно найти, используя плотность и объем:

m = ρ * V

V = S * L

где ρ - плотность воды, S - площадь сечения трубы, L - длина трубы.

Также, можно найти изменение температуры:

ΔT = 60°С

Подставляем все в формулу:

1000 (1 10^(-4)) 4200 60 = 3000 * t

Отсюда найдем время нагрева:

t = 70 с

С учетом того, что площадь сечения трубы равна 1 см2 (или 10^(-4) м2), и мощность нагревателя 3 кВт (или 3000 Вт), можем найти скорость течения воды:

P = F v ρ

3000 = 1 v 1000

v = 3 м/с

Таким образом, скорость течения воды в трубе равна 3 м/с.