Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Dobrý den přeji,
řeším takový příklad:
Tepelně izolovaný bazén, obsahující 10 metrů kubických vody teploty 10°C, se zahřívá sytou párou teploty 100°C, rychlostí 0,01 kg/s. Za jak dlouho dosáhne teplota vody v bazénu 25°C? Změnu hmotnosti vody v bazénu zkondenzovanou párou zanedbejte.
Podařilo se mi určit hmotnost vody na nějakých ~9970 kg. No nevím si dále rady. Všechny příklady, které jsem našel se zaobírali ohřevem, pokud byl známy výkon ohřívače, což v tomhle případu tak není.
Za všechny rady děkuji.
Offline
↑ Ferdish:
Mohl bych Vás poprosit o nějaký zdroj, kde bych si to mohl nastudovat? Mne se nedaří najít tento konkrétní problém.
Offline
↑ WtrFck:
Zjednodušená verze - pára se na začátku ochlazuje na teplotu 10 °C, na konci na teplotu 25 °C - pro zjednodušení budu uvažovat, že se ochlazuje na "střední teplotu" 17,5 °C.
Teplo, které pára odevzdá při kondenzaci za teploty 100 °C, je stejné, jako teplo potřebné na vypaření téhož množství vody při teplotě varu.
Měrné skupenské teplo varu vody je asi 2260 kJ/kg, tedy za sekundu pára odevzdá kondenzací teplo 22,6 kJ. Dále se ochladí, přičemž odevzdá teplo [mathjax]mc\cdot(100 {\rm °C}-17,5 {\rm °C})\approx 0.01\cdot 4.2\cdot 82.5[/mathjax] kJ [mathjax]\approx[/mathjax] 3,5 kJ, kde [mathjax]c[/mathjax] je měrná tepelná kapacita vody.
Voda v bazénu o hmotnosti [mathjax]M[/mathjax] přijme za sekundu teplo asi 26 kJ, z rovnice [mathjax]Q=Mc\Delta t[/mathjax] vypočítáme, o kolik stupňů se za tu dobu ohřeje.
Teď je otázka, jak by to šlo přesněji, nebo jestli je to postačující :)
Offline
↑ Mirek2:
Děkuji za objasnění, a této zjednodušené verzi rozumím. Ale když nebudu moci to takhle zjednodušit, pak dostanu vlastně změnu tepla jako funkci času? (pokud jsem to správně pochopil)
A když sestavím rovnici, pak tam mám dvě neznáme, a to ten čas [mathjax]\tau [/mathjax] a taky ten tepelný tok [mathjax]Q[/mathjax].
[mathjax]Q=m\cdot c\cdot \frac{dt}{d\tau }[/mathjax]
[mathjax]\int_{0}^{\tau }d\tau =\int_{10}^{25}\frac{dt}{\frac{Q}{m\cdot c}}[/mathjax]
[mathjax]\tau =\frac{15\cdot m\cdot c}{Q}[/mathjax]
Offline
Ještě se vrátím ke svému postupu - lepší by to bylo takhle:
Zkondenzovaná pára (voda) se na začátku ochladí ze 100 °C na 10 °C, což při hmotnosti 0,01 kg odpovídá teplu 3,8 kJ za sekundu. Voda v bazénu tedy na začátku přijme za sekundu teplo 22,6 kJ + 3,8 kJ = 26,4 kJ.
Ke konci se zkondenzovaná pára (voda) ochladí ze 100 °C na 25 °C, což odpovídá teplu 3,1 kJ. Voda v bazénu tedy na konci procesu přijme za sekundu teplo 22,6 kJ + 3,1 kJ = 25,7 kJ.
Rozdíl těchto tepel je relativně malý, proto jej můžeme nahradit střední hodnotou asi 26 kJ.
Takto by to myslím mohlo stačit. Vychází mi asi 6,5 hodiny.
Zdá se, že závislost přijatého tepla na čase bude lineární, tj. integrál nebude potřeba, v každém případě by odchylka byla malá.
Offline

Zkusil bych toto:
Určil bych množství tepla, které přijme voda v bazénu (zanedbáme tepelnou roztažnost)
Q=c*m*dt, kde m=ro*V
Našel bych si skupenské teplo kondenzační vodní páry. Předpokládejme, že pára zkondenzuje a uvolní teplo a předá ho vodě v bazénu. Množství tepla, které uvolní za jedn. času je: rychlost (kg/s)*lt, což je skupenské teplo kondenzační
Pak dopočítám čas. Ta voda vzniklá kondenzací se ještě ochladí, ale to zanedbejme.
Offline
↑ Richard Tuček: ahoj, tiež sa mi to takto páči ...:-)
Odkaz
Offline

Zdravím ↑ Richard Tuček: a ↑ pietro:,
presne s týmto návrhom riešenia som prišiel ako prvý, ale ostal som zadávateľom nepochopený. Som zvedavý či to poberie od vás :-)
Aj keď stále mi vŕta hlavou, či je možné to teplo, ktoré skondenzovaná para odovzdá pri svojom ochladení zo 100°C na teplotu vody v bazéne, zanedbať. Vztiahnuté na jednotkové množstvo, toto množstvo tepla predstavuje zhruba 15% skupenského tepla, čo sa mi v tomto prípade nezdá málo.
Offline
↑ Ferdish: ahoj, áno máš pravdu,pary treba 244.66kg
a doba sa skrátila na cca6,8hod.
Odkaz
Offline