一、了解使用的物理学、传热学公式 1、比热公式 Q1=cm△t Q1:能量,单位J。 C:比热容,单位为J/kgoC。其中水的比热容为4200J/kg。C。 M:质量,单位kg。 △t:温差,单位oC。 2、导热公式 Q2=λA△t/δ Q2:热流量,单位W。 λ:导热系数,单位为W/moC。 A:接触面积,单位m2。 △t:温差,单位oC。 δ:壁厚,单位m。 二、理论状态假定条件 1、加热棒的标注功率全部转化为热能,没有其他热损失,且全部被水体吸收转化为水体内能。 2、水体升温过程和降温过程为完全独立过程,不存在交叉。 3、室内温度不始终保持在恒温、恒压。 4、假设水体上、下表面不与空气传导热量。 三、推导过程 水体温度由18oC通过300W加热棒加热升高到28oC所需要的时间。 乙二醇比重:1.1132(水=1) 经过折算,50%的乙二醇水溶液的密度是1.0566 水体质量:175L m=175×1.0566=184.905kg=185kg 温差△t=5-(-30)=35oC 按照比热公式,185kg水由-30oC升高到5oC需要的能量为Q1=cm△t=4200×185×35=27195000J,则用9KW热源加热需要的时间为Q1/9000=27195000/9000=3022s=50.36min=0.84h。 同理可得升高或降低1oC,需要的能量为777000J,需要的时间为1.44min,则用9KW+9KW热源加热需要的时间为Q1/18000=27195000/18000=1511s=25.18min=0.42h。 同理可得升高或降低1oC,需要的能量为777000J,需要的时间为0.72min。
纯属理论计算,是否正确,科学态度是事实验证理论。 |