|
01:09
коэффициент теплопроводности
|
|
Задача 5.8 Цилиндрический термос имеет наружный радиус r2 = 20 см, внутренний r1 = 16 см, высоту h = 60 см. При каком давлении коэффициент теплопроводности воздуха между стенками термоса начнет уменьшаться при откачке воздуха? Какое количество тепла передается ежесекундно через стенки термоса при давлении P = 0,02 Па, если температура внутри термоса t1 = 60 С, снаружи – t2 = 20 С? Температуру воздуха между стенками термоса считать равной среднему арифметическому температур внутри и снаружи термоса. Эффективный диаметр молекулы воздуха dэф = 0,3 нм, молярная масса воздуха μ= 0,029 кг/моль. 5.74 Коэффициент теплопроводности кислорода при t1 = 100 С равен κ = 3,25 10–2 Вт/(м К). Вычислить коэффициент вязкости η кислорода при этой температуре. Чему будет равен коэффициент теплопроводности, если газ нагреть до t2 = 600 С? Молярная масса кислорода μ= 0,032 кг/моль. 5.75 Коэффициент теплопроводности гелия в m = 8,7 раза больше, чем у аргона. Найти отношение эффективных диаметров атомов аргона и гелия. Отношение молярных масс аргона и гелия Ar He 10. 5.76 Углекислый газ и азот находятся при одинаковых температурах и давлениях. Найти для этих газов отношение: а) коэффициентов диффузии; б) коэффициентов теплопроводности; в) коэффициентов вязкости. Диаметры молекул этих газов считать одинаковыми. Молярные массы: углекислого газа μ1 = 44 10–3 кг/моль, азота μ2 = 28 10–3 кг/моль. 5.77 Какой толщины следовало бы сделать деревянную стену здания, чтобы она давала такую же потерю теплоты, как кирпичная стена толщиной d = 40 см при одинаковой температуре внутри и снаружи здания? Коэффициенты теплопроводности: кирпича κ1 = 0,7 Вт/(м К); дерева κ2 = 0,175 Вт/(м К). 5.78 Для расчета отопительной системы необходимо найти потерю теплоты S =1 м2 стены здания в течение времени τ= 1 сутки. Толщина стены d = 50 см, температуры стены внутри и снаружи здания соответственно равны t1 = 18 С, t2 = –30 С. Коэффициент теплопроводности материала стены κ= 0,2 Вт/(м К). 5.79 Акватория Азовского моря составляет S = 3,8 104 км2 . Найти, во сколько раз мощность теплового потока, передаваемого водой в атмосферу, превышает мощность электростанции P = 106 кВт, если море покрыто слоем льда толщиной h = 200 мм, а температура на нижней и верхней поверхностях льда t1 = 0 С, t2 = –15 C. Коэффициент теплопроводности льда κ= 2,5 Вт/(м К). 5.80 Какое количество теплоты теряется за каждый час через окно за счет теплопроводности воздуха, заключенного между рамами? Площадь каждой рамы S = 4 м2 , расстояние между рамами L = 30 см. Температура помещения t1 = 18 С, температура наружного пространства t2 = –20 С. Эффективный диаметр молекулы воздуха dэф = 0,3 нм, молярная масса воздуха μ= 0,029 кг/моль. Давление воздуха Р0 = 760 мм рт.ст. Температуру воздуха между рамами считать равной среднему арифметическому температур помещения и наружного пространства. 5.81 Между пластинами, находящимися на расстоянии L = 1 мм друг от друга, находится воздух, и поддерживается разность температур Т = 1 К. Площадь каждой пластины S = 100 см2 . Какое количество теплоты передается за счет теплопроводности от одной пластины к другой за = 10 мин? Считать, что воздух между пластинами находится при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекулы воздуха dэф = 0,3 нм, молярная масса воздуха = 0,029 кг/моль. 5.82 Цилиндрический термос с внешним радиусом r2 = 10 см и внутренним r1 = 9 см наполнен льдом при температуре t1 = 0 С. Наружная температура воздуха t2 = 20 С. При каком предельном давлении воздуха между стенками термоса коэффициент теплопроводности еще будет зависеть от давления? Найти коэффициент теплопроводности воздуха, заключенного между стенками термоса, при давлении Р = 0,1 Па. Температуру воздуха между стенками термоса считать равной среднему арифметическому температур льда и окружающего пространства. Эффективный диаметр молекулы воздуха dэф = 0,3 нм, молярная масса воздуха μ= 0,029 кг/моль. 5.83 Цилиндрический термос с внешним радиусом r2 = 20 см и внутренним r1 = 18 см наполнен водой при температуре t1 = 90 С, наружная температура воздуха t2 = 20 C. Давление в зазоре между стенками термоса Р = 10–4 мм рт.ст, средняя длина свободного пробега молекул воздуха при этих условиях λ= 0,87 м. Найти коэффициент теплопроводности воздуха, заключенного между стенками. Температуру воздуха, находящегося между стенками термоса, считать равной среднему арифметическому температур воды и окружающего пространства. Молярная масса воздуха μ= 0,029 кг/моль. 5.84 Цилиндрический стеклянный стакан высотой h = 10 см с внешним радиусом r2 = 3 см и внутренним r1 = 2,5 см наполнен водой при температуре t1 = 80 С. Температура воздуха в комнате t2 = 20 С. Коэффициент теплопроводности стекла κ= 0,7 Вт/(м К). Какое количество тепла проходит ежеминутно через боковую поверхность стакана? 5.85 Найти зависимости коэффициента теплопроводности от температуры Т при следующих процессах а) изобарическом, б) изохорическом. Изобразить эти зависимости на графиках. 5.86 Найти зависимости коэффициента теплопроводности от давления Р при следующих процессах а) изотермическом, б) изохорическом. Изобразить эти зависимости на графиках. 5.87 Давление двухатомного идеального газа вследствие сжатия увеличивается от нормального до давления, большего в m = 5 раз. Определить, как и во сколько раз изменятся средняя длина свободного пробега молекул в газе и коэффициент теплопроводности, если сжатие происходит изотермически. 5.88 Давление одноатомного идеального газа изохорически уменьшили от нормального до давления, меньшего в m = 3 раза. Во сколько раз изменились коэффициенты диффузии и теплопроводности газа? 5.89 Двухатомный идеальный газ адиабатически расширяется до объема в m = 2 раза больше начального. Определить, во сколько раз изменится коэффициент теплопроводности газа. 5.90 Давление одноатомного идеального газа вследствие сжатия увеличивается от нормального до давления, большего в m = 10 раз. Определить, как и во сколько раз изменятся средняя длина свободного пробега молекул в газе и коэффициент теплопроводности, если сжатие происходит адиабатически. |
|
|
| Всего комментариев: 0 | |
