Какова должна быть минимальная мощность лампочки фонаря, чтобы предотвратить накопление снега на верхней грани фонаря?

Тема: Расчёт минимальной мощности лампочки фонаря для предотвращения накопления снега

Пояснение:
Минимальная мощность лампочки фонаря, при которой снег на верхней грани фонаря не будет накапливаться, зависит от разницы температур между окружающим воздухом и фонарем. Чтобы предотвратить накопление снега, необходимо подогревать верхнюю поверхность фонаря так, чтобы тает снег в момент попадания на нее.

Для расчета минимальной мощности лампочки используем следующую формулу:

P = (mcΔT) / t,

где P - мощность лампочки,
m - масса падающего снега,
c - удельная теплота плавления льда,
ΔT - разница температур между поверхностью фонаря и окружающим воздухом,
t - время, за которое падает снег на фонарь.

Принимая во внимание также коэффициент прозрачности стекла фонаря, мы можем рассчитать требуемую мощность лампочки для предотвращения накопления снега.

Пример:
Давайте предположим, что масса падающего снега составляет 0.2 кг, удельная теплота плавления льда - 334 кДж/кг, разница температур между фонарем и окружающим воздухом - 10°C, время, за которое падает снег на фонарь - 1 секунда, и коэффициент прозрачности стекла фонаря - 0.9.

P = (0.2 * 334 * 10) / 1
P = 668 Вт

Таким образом, минимальная мощность лампочки фонаря для предотвращения накопления снега на его верхней грани составляет 668 Вт.

Совет:
При расчете рекомендуется учитывать такие факторы, как интенсивность снегопада и наличие ветра, которые могут влиять на скорость накопления снега.

Дополнительное упражнение:
Если разница температур между поверхностью фонаря и окружающим воздухом составляет 15°C, время, за которое падает снег на фонарь - 2 секунды, а коэффициент прозрачности стекла фонаря - 0.8, какова будет минимальная мощность лампочки?