изображение В двух одинаковых комнатах помещены два электронагревательных прибора. На рисунке прибор изображён кубиком с проводом. В первой комнате прибор находится внутри небольшой квадратной трубы. Оба прибора (кубика) находятся на одинаковой высоте от пола комнаты. К обоим электронагревателям подведена одинаковая энергия. С прибора снимают показания его температуры. Вопрос: в каком случае температура прибора будет меньше?

Сам я предположил что во втором случае кинетическая энергия окружающих молекул воздуха будет меньше, значит и теплоотдача будет лучше. Однако коллега обратил внимание на то, что в первом случае конвекция будет лучше - и скороть движения воздуха рядом с нагревательным элементом выше. Как считаете, кто прав?

задан 3 Окт '13 11:20

10|600 символов нужно символов осталось
0

В данном случае будут работать 2 механизма передачи тепла - конвекция и излучение. Т.к. мощность излучения пропорциональна четвертой степени температуры, вклад излучения становится существенным для высоких температур, при температурах до 100 градусов излучением можно пренебречь. Эффективность же конвекционного охлаждения зависит от скорости "обдувающего" потока - он будет больше в случае с трубой, поэтому температура будет ниже.
Что же касается соотношения температур поверхности прибора и окружающего воздуха вблизи этой поверхности (а средняя энергия молекул - это и есть температура) - они будут примерно одинаковыми.
При повышении температуры возрастет роль излучения, поэтому эффект уменьшится, но все равно останется.

ссылка

отвечен 3 Окт '13 18:07

10|600 символов нужно символов осталось
0

Задача не так проста, как может показаться на первый взгляд. Утверждение о большей скорости "обдувающего" потока в случае с трубой требует серьезного обоснования, если вообще верно. Для обнаружения такого тонкого эффекта, как заявленная в условии разница температур может потребоватся либо весьма точный эксперимент, либо теоретический расчет, основанный на уравнениях гидродинамики и теплопроводности с соответствующими граничными условиями третьего рода, которые должны учитывать влияние теплообмена на температуру тэна и поглощающих ИК-излучение стенок трубы, которые часть поглощенной энергии отдают обратно внутрь охватываемого объема. Что касается физического смысла температуры, то она характеризует ширину статистического распределения заселенности энергетических уровней в состоянии термодинамического равновесия. Поэтому смысл температуры для газа, близкого к идеальному (пропорциональный средней кинетической энергии частиц), будет отличаться от смысла температуры твердого тела, для частиц которого степени свободы и статистическое распределение по состояниям с заданной энергией являются иными.

ссылка

отвечен 22 Окт '13 10:33

10|600 символов нужно символов осталось
Ваш ответ

Если вы не нашли ответ, задайте вопрос.

Здравствуйте

Физика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов по естественным наукам для физиков, химиков, астрономов и биологов.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×64

задан
3 Окт '13 11:20

показан
773 раза

обновлен
22 Окт '13 10:33

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru