В батарею отопления вода поступает по трубе при температуре t₁=50°C (градусов цельсия), а выходит при температуре t₂=48°C. Сечение трубы S=4см², скорость воды v=0,25 м/с. Какое количество теплоты получит помещение от этой батареи за tau=1 час? Плотность воды плотность воды 1 г/см³, удельная теплоёмкость воды c=4200 Дж/(кг*°С

Чтобы оха­рак­те­ри­зо­вать быст­ро­ту вы­пол­не­ния ра­бо­ты в фи­зи­ке ис­поль­зу­ет­ся ве­ли­чи­на, на­зы­ва­е­мая мощ­но­стью.

Мощ­но­стью на­зы­ва­ет­ся фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на, рав­ная от­но­ше­нию ра­бо­ты ко вре­ме­ни ее вы­пол­не­ния.

Мощ­ность обо­зна­ча­ет­ся ла­тин­ской бук­вой N.

Еди­ни­цей из­ме­ре­ния мощ­но­сти я си­сте­ме СИ яв­ля­ет­ся ватт.

Один ватт – это мощ­ность, при ко­то­рой ра­бо­та в один джо­уль со­вер­ша­ет­ся за одну се­кун­ду.

Еди­ни­ца мощ­но­сти на­зва­на в честь ан­глий­ско­го уче­но­го, изоб­ре­та­те­ля па­ро­вой ма­ши­ны Джейм­са Уатта.

Мощ­ность равна про­из­ве­де­нию чис­лен­но­го зна­че­ния силы на ско­рость дви­же­ния тела в на­прав­ле­нии дей­ствия силы.

Объяснение:

Дано:

m₁ = 80 г = 80·10⁻³ кг

q = 46,2·10⁶ Дж/кг·

m₂ = 10 кг

с₂ = 880 Дж/(кг·°С)  - удельная теплоемкость алюминия

с₃ = 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды

t₁ = 10°C

t₂ = 100°C

η = 40%    или   η = 0,40

m₃ - ?

1)

Сжигаем керосин:

Q₁ = q·m₁ = 46,2·10⁶·80·10⁻³ ≈ 3 700 кДж

От этого количества теплоты на нагревание алюминиевой кастрюли и воды потребуется:

Q = η·Q₁ = 0,40·3 700 ≈ 1 480 кДж

2)

Нагреваем алюминиевую кастрюлю:

Q₂ = m₂·c₂·(t₂ - t₁) = 10·880·(100-10) ≈ 790 кДж

3)

Значит, на нагревание воды будет затрачено:

Q₃ = Q - Q₂ = 1 480 - 790 = 690 кДж

4)

Нагреваем воду:

Q₃ = m₃·c₃·(t₂ - t₁) = 4200·(100-10)·m₃ ≈ 380·m₃   кДж

Масса воды:

m₃ = Q₃ / 380 = 690 / 380 ≈ 1,8 кг