Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika

294
Valaki tudna segíteni?

Előre is köszönöm!
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
Nem vagyok egy nagy hőtan expert, levezetni le tudom, de a konvenciókról gőzöm sincs.
Ugyebár a `lambda` az adott rétegek hővezetési tényezője, `d` a vastagságuk.

Én szeretek a hőtanos példákra villamosságtanos analógiával gondolni: a hővezető anyag egy ellenállás, a hőmérsékletkülönbség pedig a feszültséggel ekvivalens, mely utóbbi a villamos ellenálláson áramot, így hőtanban is a hőmérséklet különbség hőáramot kelt az anyagban.

A hővezetési ellenállás mértékegységére `(text(m)^2K)/W`-ot találtam több helyen is, habár én logikusnak tartom a `K/W`-ot is. Mivel a feladat specifikálja, hogy `2.5text( m)^2`-re értendő ez a számítás, ezért `K/W` dimenzióban adom meg a megoldást. Ennek kiszámítása:
`R = d/lambda*1/A` ahol `A` a felület. Ugye nagyobb felület, kisebb az ellenállás.

Mivel a három falréteg egymás után, "sorba" van "kötve", így az eredő hőellenállás az egyes ellenállások összege lesz: ebbe én beleszámolom a hőátadási tényezőt is, nem tudom, szokás-e hőtanban.
`R_e = R_0 + R_1 + R_2 + R_3 + R_4 =`
`= 1/(A*alpha_1) + 1/A*(d_1/lamda_1 + d_2/lamda_2 + d_3/lamda_3) + 1/(A*alpha_2) = `
`=1/(2.5 * 5) + 1/2.5 * (0.02/0.3 + 0.15/0.63 + 0.1/0.04) + 1/(2.5*50) = 1.21 text(K)/text(W) `
Ha pedig egységnyi `m^2`-re kell megadni (kihagyom a felülettel való osztást), akkor `3.02 (text(m)^2text(K))/text(W)`

A hőáram innen meg már egyszerű: (Ugye Celsiusban helyettesítettem be, de a hőmérséklet változás Celsiusban és Kelvinben is ugyan olyan léptékű, így jó megoldást kapok, csak jelölésileg valószínűleg pongyola)
`q = (Delta T)/R_e = (22 - (-5))/1.21 K/(K/W) = 22.31text( W)`
Utána:
`Q = q*t = 22.31text( W) * 3.5*3600text( s) = 281.11text( kJ)`
Utolsóhoz tudjuk a hőáramot, kvázi a hőtani "ohm törvényt" kell használni:
`T_1 = T_0 - DeltaT = T_0 - q*R = q* 1/(A*alpha_1) = 22 - 22.31text( W) * 1/(2.5*5) text(K)/text(W) = 20.22 ^@C`
És ugyan ez pepitában a külsőre, csak a kinti alfával/hőmérséklettel. Vegyük észre, hogy ott a fal melegebb lesz, mint a külső hőmérséklet, hiszen arról áramlik a hő.
Módosítva: 2 éve
0