Zadania z ruchu ciepła

Ogólne forum chemiczne poruszające problemy chemii ogólnej, nieorganicznej i organicznej
agarybcia
Posty: 17
Rejestracja: 28 sty 2015, o 16:55

Zadania z ruchu ciepła

Post autor: agarybcia » 28 lis 2015, o 21:46

Ruch ciepła.
Witam, czy ktoś byłby w stanie rozwiązać lub wskazać tok myslenia przy rozwiązaniu kilku zadań z ruchu ciepla?
1. Stalowe ostrze siekiery o masie 0,5kg nagrzano do 800ºC i w celu zahartowania zanurzono do wody o masie 10kg i temp. 10ºC. Do jakiej temperatury ostrze się oziębi?
2. W nagrzewnicy powietrza czynnikiem grzewczym jest kondensat pod ciśnieniem 1MPa. Kondensat przepływa rurami o średnicy 40/44,5m z prędkością 1,5 m/s. Obliczyć współczynnik wnikania ciepła
3.Szklankę o poj. 300cm3 napełniono w 0,7 poj. zimną wodą o temp. 15 ºC i dopełniono wrzątkiem do pełna. Wyznacz końcową temp. wody w szklance. Przyjmij,że szklanka to urządzenie adiabatyczne.
4. .ciepło na ogrzanie 4kg wody o 21deg jest równe, ciepłu potrzebnemu do ogrzania10kg pewnej substancji o 20deg. Obliczyć cp tej substancji
5. Ile należy dostarczyć ciepła aby ogrzać 3m2 wody od temp 95 do 105*C pod ciśnieniem 0,8atm. Tutaj tok rozumowania znam ale mam problem z określeniem w jakiej temp woda wrze przy takim ciśnieniu i przeliczeniu Cp na dane ciśnienie

Adax82
Moderator
Posty: 1519
Rejestracja: 2 lis 2013, o 19:42

Re: Zadania z ruchu ciepła

Post autor: Adax82 » 29 lis 2015, o 00:03

agarybcia,
Ad1:
Tego nie da się rozwiązać bez znajomości cp dla stali i cp dla wody. Obie te wielkości możesz jednak znaleźć w powszechnie dostępnych tablicach.

Ad2:
Jesteś pewna, że średnica rury ma 40 czy 44,4 m? Poza tym jest za mało danych do rozwiązania tego zagadnienia.

Ad3:
m1 = 0,7*300 = 210 g = 0,21 kg i jest to masa zimnej wody i temp. t1 = 15 oC
m2 = 0,3*300 = 90 g = 0,09 kg i jest to masa wrzątku o temp. t2 = 100 oC
bilans ciepła:
m1*( tk - 15 ) = m2*(100 - tk )
masz tu proste równanie z jedną niewiadomą.

Ad4:
Q1 = Q2
Q1 = mw*cw*21
Q2 = m2*cp*20
mw*cw*21 = m2*cp*20
masz tu równanie z jedną niewiadomą cp

Ad5:
Rozumiem, że ogrzewamy 3 m3 wody
W podanym ciśnieniu woda w temp 95 oC a tym bardziej 105 oC jest w stanie pary
Wielkość cp można odczytać na wykresie i-s ( entalpia- entropia ) dla układu woda/para.
Wielkość cp nie jest stała, dlatego raczej skorzystać należy z różnicy entalpii pary wodnej w zadanym zakresie zmiany temperatur, która to entalpia jest do odczytanie wprost z wykresu.

agarybcia
Posty: 17
Rejestracja: 28 sty 2015, o 16:55

Re: Zadania z ruchu ciepła

Post autor: agarybcia » 29 lis 2015, o 09:51

Adax82

Ad1:
Dla jakiej wartości temperatury powinnam odczytac Cp dla stali(1) i wody(2)? i wtedy skorzystam z bilansu ciepła:
m1Cp1(800-t)=m2Cp2(t-10)?

Ad 2:
chodzi pewnie o to ze srednica zewnętrzna rury wynosi 44,5m a wewnętrzna 40m. jeśli założe, że czynnikiem grzewczym jest woda, nie bede wiedziec dla jakiej temperatury odczytac jej gestosc, lepkosc itp. i brakuje mi także liczby rur, czy moge na podstawie tablic odnaleźć tę liczbę majac podana srednice i grubość rury?

Ad 4:
Dla jakiej temp powinnam odczytac Cp wody?

Bardzo dziękuje za dotychczasową pomoc

Adax82
Moderator
Posty: 1519
Rejestracja: 2 lis 2013, o 19:42

Re: Zadania z ruchu ciepła

Post autor: Adax82 » 29 lis 2015, o 12:09

agarybcia,
Ad1:
Określenie cp ( obojętnie czy dla stali czy wody ): w zasadzie przyjmuje się jako średnia arytmetyczna dla temperatur początku i końca procesu. Niestety nie znamy końcowej temperatury procesu ( takiej samej dla stali jak i wody ). Trzeba ją zatem przyjąć np. 80 oC. Po wykonaniu obliczeń okaże się, że temperatura końcowa wynosiła jednak np. 60 oC. Wtedy ponawiamy obliczenia z uwzględnieniem innej średniej wartości cp. Maksimum 3-4 takie kroki dają odpowiedź zgodną w przynajmniej 99%.

Ad2:
Czyli sądzisz, że przy takich średnicach wewnętrznej i zewnętrznej grubość ścianki rury wynosiłaby 2,25 m ? ! Na pewno nie ma takiej opcji ! Sama też widzisz, że brakuje jeszcze kilku danych.

Ad4:
Przy takiej treści zadania możesz przyjąć każdą wielkość pomiędzy 10 a 90 oC

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post