Расчет удельной теплоемкости - Как ввести значение массы при протекании воды по трубе?

Я использовал этот калькулятор удельного тепла для расчета энергии в джоулях, необходимой для изменения температуры в массе воды https://www.omnicalculator.com/physics/specific-heat.

Калькулятор требует ввода следующих значений:

  • Желаемое изменение температуры
  • Масса нагреваемого материала
  • Удельная теплоемкость материала

Предположим, я хочу нагреть воду, протекающую по трубе, используя джоулев нагрев для нагрева трубы. Я знаю изменение температуры, которое хочу получить, и знаю удельную теплоемкость воды — как мне рассчитать массу?

Допустим, объем воды в трубе 10 куб. мм, однако эта вода движется. Предположим, что скорость потока воды по трубе составляет 200 кубических миллиметров в секунду. (Гипотетические значения, конечно)

10 разделить на 200 = 0,05 секунды для 10 кубических миллиметров, протекающих через трубу, поэтому ввод массы 10 кубических миллиметров в расчет удельной теплоемкости даст приблизительный результат энергии в джоулях , необходимой для нагрева воды, протекающей через трубу для период времени 0,05 секунды ? (Я говорю приблизительный результат, потому что вода все еще движется по трубе).

Я понимаю, что джоули в этом расчете — это не реальная энергия, необходимая для нагрева воды. Я понимаю, что этот расчет на самом деле может быть неправильным — или единственным — для использования, но мне просто нужно понять это как отправную точку. Я понимаю, что есть больше факторов, участвующих в расчете нагрева воды (температура окружающей среды, теплопередача, ламинарный и турбулентный поток), но я просто хочу понять, как правильно оценить значение массы в этом конкретном расчете.

Мне кажется, что если вода течет, то надо учитывать время, которое требуется массе воды, чтобы пройти через источник тепла. Также кажется разумным предположить, что энергия, необходимая для нагрева этой воды, применима только к тому времени, когда вода находится в контакте с источником тепла. Могу ли я тогда предположить, что энергия в джоулях, которую я получаю в результате этого расчета, относится к периоду 0,05 секунды?

Ответы (1)

Я предполагаю, что вы хотите нагреть определенный массовый расход воды, протекающей в установившемся режиме, и вы хотите знать скорость, с которой вам нужно добавить тепло. Как только система достигает стационарного состояния, задержка массы в трубе не имеет значения. Скорость нагрева, которую вы должны использовать, составляет

Вопрос ˙ "=" м ˙ С Δ Т
где м ˙ - массовый расход воды, C - теплоемкость.

Спасибо, Чет Миллер. На этом веб-сайте mrneave.weebly.com/uploads/1/3/5/9/13590915/… единицы измерения для этой формулы перечислены следующим образом:  Q = количество потерянной или полученной тепловой энергии, (Дж)  m = масса вещества, (кг) c = удельная теплоемкость вещества, (Дж/кг•0C)  ΔT = изменение температуры вещества, (°C) поэтому следует ли мне вводить m как кг? кг в секунду?
кг/сек и джоулей/сек в этой ситуации потока. Разве это не имеет смысла?
@EddieP теперь, когда у вас есть формула, предоставленная Четом Миллером (с точки зрения скорости изменения тепла и массы, а не самих тепла и массы), вам не нужно использовать калькулятор на веб-сайте, на который вы ссылаетесь. Вы можете выполнить расчет с помощью портативного калькулятора или ввести формулу в программе для работы с электронными таблицами (Excel или Sheets), где можно варьировать все параметры.