Какова разница в температурах между внутренней и внешней поверхностями дна медного кофейника, если его дно нагревается
Какова разница в температурах между внутренней и внешней поверхностями дна медного кофейника, если его дно нагревается равномерно и толщина дна равна 2 мм, а площадь поверхности составляет 300 см^2? Кофейник нагревается на примусе, и каждую минуту выделяется 2 г пара. При этом коэффициент теплопроводности меди равен 22 Вт/(м*К).
17.12.2023 00:49
Инструкция:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон теплопроводности, который гласит, что количество тепла Q, проходящее через материал, прямо пропорционально разности температур, площади поперечного сечения и обратно пропорционально толщине материала.
Таким образом, мы можем использовать формулу:
Q = (k * A * ΔT) / d,
где:
Q - количество тепла,
k - коэффициент теплопроводности материала (в данном случае, меди),
A - площадь поверхности,
ΔT - разность температур,
d - толщина материала.
В данной задаче, мы уже знаем, что каждую минуту выделяется 2 г пара, поэтому мы можем найти количество тепла, которое выделено за одну минуту. Затем, используя эту информацию, мы можем вычислить разность температур ΔT.
Дополнительный материал:
Количество тепла, выделяемое за одну минуту, равно Q = 2 г = 0,002 кг.
Толщина дна медного кофейники d = 2 мм = 0,002 м.
Площадь поверхности A = 300 см^2 = 0,03 м^2.
Коэффициент теплопроводности меди k = 22 Вт/(м*К).
Давайте вычислим разность температур ΔT:
Q = (k * A * ΔT) / d,
0,002 = (22 * 0,03 * ΔT) / 0,002.
Теперь мы можем решить это уравнение для ΔT:
ΔT = 0,002 * (0,002 / (22 * 0,03)).
После подсчетов, найдем ΔT.
Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями теплопроводности и законом теплопроводности. Также, полезно изучить примеры использования формулы.
Упражнение:
Предположим, что кофейник изготовлен из стали, а не меди. Коэффициент теплопроводности стали равен 15 Вт/(м*К), а все остальные параметры остаются такими же. Какова будет разница в температурах между внутренней и внешней поверхностями дна кофейника?