Температура шарика 3 в градусах Цельсия при соединении с шариками 1 и 2 может быть рассчитана с помощью закона теплопроводности
Физика

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.
Верные ответы (1):
  • Заблудший_Астронавт
    Заблудший_Астронавт
    7
    Показать ответ
    Температура шарика 3 в градусах Цельсия при соединении с шариками 1 и 2 может быть рассчитана с помощью закона теплопроводности. Этот закон гласит, что тепловой поток через теплопроводящий стержень пропорционален разности температур на его концах и обратно пропорционален его длине. Для решения задачи необходимо сравнить разности температур каждого стержня и определить температуру шарика 3.

    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.
Написать свой ответ: