|
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 
tropytaurusc |
|
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. отвечен 3 Окт '13 18:07 
Андрей Юрьевич |
|
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. отвечен 22 Окт '13 10:33 
wusan |