Какая будет температура шарика 3 в градусах Цельсия, если он соединен с шариками 1 и 2 теплопроводящими стержнями
Какая будет температура шарика 3 в градусах Цельсия, если он соединен с шариками 1 и 2 теплопроводящими стержнями и известно, что шарик 1 имеет температуру 50∘C, а шарик 2 имеет температуру 150∘C? Ответ нужно округлить до целого числа и пренебречь теплообменом с окружающей средой.
11.12.2023 01:53
Допустим, шарик 1 соединяется с шариком 3 теплопроводящим стержнем длиной L1, а шарик 2 соединяется с шариком 3 теплопроводящим стержнем длиной L2. Значение длин L1 и L2 не указаны в задаче, поэтому мы не сможем рассчитать точные значения температуры шарика 3.
Однако мы можем сравнить разности температур каждого стержня. Пусть ΔT1 - разность температур между шариками 1 и 3, а ΔT2 - разность температур между шариками 2 и 3.
Тепловые потоки через каждый стержень равны и могут быть выражены следующим образом:
q1 = k * (T1 - T3) / L1,
q2 = k * (T2 - T3) / L2,
где k - коэффициент теплопроводности материала стержней, T1, T2 и T3 - температуры шариков 1, 2 и 3 соответственно.
Так как тепловые потоки равны, то:
q1 = q2.
Мы можем заменить q1 и q2 на их значения и решить уравнение относительно T3:
(k * (T1 - T3) / L1) = (k * (T2 - T3) / L2).
Упрощая уравнение, получаем:
(T1 - T3) / L1 = (T2 - T3) / L2.
Теперь можем выразить T3:
T3 = (T1 * L2 + T2 * L1) / (L1 + L2).
Таким образом, температура шарика 3 в градусах Цельсия будет равной (T1 * L2 + T2 * L1) / (L1 + L2).
Применим данный результат к задаче:
T3 = (50 * L2 + 150 * L1) / (L1 + L2).
Ответ будет округлен до целого числа и пренебрежено теплообменом с окружающей средой.