Question

1) Объясните,как устройсво термоса сводит до минимума все виды теплопередачи. 2) Сколько дров надо сжечь в печке с К.П.Д 40%, чтобы довести воду массой 100 кг, взятой при температуре 10 градусов цельсия до кипения. 3) Чтобы охладить быстрее горячий чайник с водой, как лучше поступить: обложить его льдом сверху или снизу!

Answer 1

1. В термосе хорошо сохраняется тепло благодаря тому, что он состоит с внешней и внутреней стенок между которыми находится воздушная прослойка

Answer 2

1. Термос - это устройство, предназначенное для минимизации всех видов теплопередачи и сохранения тепла внутри. Он состоит из двух стеклянных или пластиковых колб, разделенных вакуумом, чтобы уменьшить теплопроводность воздуха. Вакуум является хорошим изолятором, так как в нем нет молекул, которые могут передавать тепло по сравнению с обычным воздухом. Устройство также имеет покрытие зеркального металла на внутренней стороне колбы, чтобы снизить теплоотражение.

Вот как термос сводит к минимуму различные виды теплопередачи:

• Проводимость: Вакуум между стенками термоса уменьшает передачу тепла по проводимости, так как там практически нет вещества, способного проводить тепло.

• Конвекция: Так как воздух отсутствует в вакууме, конвективная передача тепла также сведена к минимуму.

• Излучение: Зеркальное покрытие внутренней стороны колбы снижает теплоотражение и поглощает радиационное тепло, что помогает уменьшить передачу тепла через излучение.

2. Чтобы рассчитать количество дров, которое необходимо сжечь в печке с КПД 40%, чтобы довести воду массой 100 кг, взятой при температуре 10 градусов Цельсия до кипения (100 градусов Цельсия), нужно учитывать потери энергии при нагреве.

Сначала найдем количество тепла, необходимое для нагрева воды:

Количество тепла (кДж) = масса воды (кг) × удельная теплоемкость воды (кДж/кг°C) × изменение температуры (°C) Количество тепла (кДж) = 100 кг × 4.186 кДж/кг°C × (100°C - 10°C) = 37 668 кДж

Теперь, чтобы найти общее количество тепла, которое необходимо получить из сжигаемых дров, нужно разделить это количество на КПД печки:

Общее количество тепла (кДж) = Количество тепла / КПД печки Общее количество тепла (кДж) = 37 668 кДж / 0.40 = 94 170 кДж

3. Для более быстрого охлаждения горячего чайника с водой лучше обложить его льдом снизу.

При обложении льдом сверху, вода в чайнике сверху будет охлаждаться в первую очередь, и охлажденная вода будет оставаться сверху, что затруднит процесс равномерного охлаждения всей массы жидкости внутри.

Если обложить чайник льдом снизу, холодная вода будет более эффективно подниматься вверх, заменяя горячую воду сверху. Это создаст естественную конвекцию внутри чайника, ускоряя процесс охлаждения всей массы воды.