Температура воды в открытом

42. Испарение. Кипение – В.И. Лукашик, Сборник задач по физике

Температура воды в открытом
1096. Почему температура воды в открытом стакане всегда бывает немного ниже температуры воздуха в комнате?В открытом стакане вода испаряется. При испарении вылетающие из жидкости молекулы должны преодолеть притяжение соседних молекул.

Из-за этого из жидкости вылетают молекулы, скорость и кинетическая энергия которых наибольшая. В результате, средняя кинетическая энергия оставшихся молекул и температура жидкости уменьшается относительно окружающей среды.

1097. В один стакан налили эфир при температуре 20 °С, в другой — воду при той же температуре.

В стаканы опустили термометры. Какой из них будет показывать более низкую температуру?

Интенсивность испарения эфира в несколько раз превышает интенсивность испарения воды. В результате, более низкую температуру будет показывать термометр, опущенный в эфир.

1098. Почему молоко в глиняном сосуде без глазури дольше сохраняет свежесть?

В глиняном сосуде без глазури пары молока застаиваются в порах сосуда. Происходит химическая реакция закисания молока.

1099. Почему скошенная трава быстрее высыхает в ветреную погоду, чем в тихую?

Испарение жидкости происходит быстрее при смене окружающего ее воздуха на воздух, не содержащий паров этой жидкости. Из-за этого в ветреную погоду скошенная трава высыхает быстрее.

1100. Мокрое белье, вывешенное зимой во дворе, замерзает. Но через некоторое время оно становится сухим даже при сильных морозах. Чем это можно объяснить?

Это можно объяснить явлением возгонки, или сублимацией. При этом твердое тело превращается в пар, минуя жидкую фазу.

1101. При выходе из реки после купания мы ощущаем холод. Почему?

Вода с поверхности нашего тела испаряется и кинетическая энергия молекул на его поверхности уменьшается. (Подробнее см. № 1096).
1102. В двух одинаковых тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Какие щи быстрее остынут? Почему?

Постные щи остынут быстрее, поскольку присутствие в них плавающего жира уменьшает площадь поверхности испаряющейся воды в тарелке, а жир испаряется гораздо медленнее воды.

1103. Почему в доме, автобусе или трамвае на стеклах окон при сильных морозах лед появляется с внутренней стороны?

Теплый, более влажный воздух соприкасается с холодным стеклом. Пары воды, содержащиеся в воздухе, конденсируются на стекле, превращаясь в лед.

1104. Зачем на морозе вспотевшую после езды лошадь покрывают попоной?

Пот, испаряясь с поверхности тела лошади, уменьшает ее температуру. Лошадь, накрытая попоной, охлаждается меньше и, соответственно, имеет меньше шансов заболеть.

1105. Сырые дрова горят хуже, чем сухие. Почему?

Сырые дрова горят хуже, потому что им требуется дополнительное количество теплоты для испарения содержащейся в них воды.

1106.

На рисунке 271 показано, как со временем изменяется температура при нагревании и охлаждении воды.

Какому состоянию воды соответствуют участки графика АВ, ВС? Объясните, почему участок ВС параллелен оси времени.
Участок АВ — нагреване воды; участок ВС — кипение воды.

На участке ВС температура воды не меняется, поскольку вся подводимая к ней теплота идет на ее превращение из жидкого состояния в газообразное.

1107. На рисунке 272 построен график нагревания воды по данным, полученным учащимися.

Ответьте на вопросы: при какой температуре воды учащиеся начали отсчитывать время нагревания? На сколько градусов изменилась температура воды за первые 4 мин? На сколько градусов возросла температура воды за последние 2 мин наблюдения? Когда воду нагревали интенсивнее: в начале или в конце опыта? Какую температуру имела вода в конце четвертой минуты? Через сколько минут после начала опыта вода нагрелась до 60 °С?

Учащиеся начали отсчитывать время нагревания при температуре 18°С. За первые 4 минуты изменение температуры составило 74°С-18°С=56°С. За последние 2 минуты 98⁰С-89°С=9°С. Вода нагревалась быстрее в начале опыта. В конце четвертой минуты 74°С. Вода нагрелась до Т=60°С через примерно через 2,5 минуты после начала ее нагревания.

1108.

На рисунке 273 изображен график охлаждения воды после кипения.

Ответьте на вопросы: какую температуру имела вода через 25 мин после начала наблюдения? Через сколько минут после начала опыта вода остыла до температуры 50 °С? На сколько градусов остыла вода за первые 10 мин? Когда вода остывала быстрее: в начале или в конце опыта?

Через 25 минут после начала наблюдения Т = 40°С. Вода остыла до Т= 50°С через 15минут после начала наблюдения. За первые 10 минут вода остыла на 100°С-56°С = 44°С. Вода остывала быстрее в начале опыта.

1109. Почему самовар с раскаленными углями не распаивается, когда в нем вода, и распаивается, когда воды в нем нет?

Если в самовар налита вода, то теплота, которая могла бы пойти на его плавление, идет на повышение внутренней энергии и температуры воды.

1110. В сосуды с одинаковой площадью дна налили равное количество воды (рис. 274, а и б). В каком сосуде вода закипит быстрее, если их поставить на одну и ту же электрическую плиту?

Вода закипит быстрее в сосуде «б». У сосуда «б» большая поверхность стенок. Он будет дополнительно обогреваться снаружи восходящими потоками горячего воздуха.

1111. Когда чайник с кипящей водой стоит на газовой горелке, то над ним почти не видно пара. Но стоит только выключить горелку, как на некоторое время пар становится видимым. Объясните это явление.

При выключении горелки пар, выходящий из чайника, охлаждается и конденсируется, образуя мельчайшие капельки воды.

1112. На рисунке 275 даны графики нагревания и кипения жидкостей одинаковой массы: воды, спирта и эфира. Определите, какой график построен для воды, какой — для спирта и какой — для эфира.

1 — эфир; 2 — спирт; 3 — вода.

1113. Две жидкости равных масс нагреваются на одинаковых горелках до кипения. Определите по графикам А и В (рис. 276), у какой жидкости выше температура кипения; t больше удельная теплоемкость; больше удельная теплота парообразования.

У жидкости А более высокая температура кипения. У жидкости В более высокая удельная теплоемкость и теплота парообразования.

1114. Что обладает большей внутренней энергией: вода при температуре 100 °С или ее пар той же массы при той же температуре?

При температуре 100°С внутренняя энергия пара больше, чем у воды той же массы на теплоту парообразования.
1115. Как и на сколько изменится внутренняя энергия водяного пара массой 1 г при его конденсации, если он имеет температуру 100 °С?

1116. Какое количество теплоты необходимо для обращения в пар воды массой 10 г, спирта массой 2 г, эфира массой 8 г, если каждая жидкость нагрета до температуры кипения?  

1117. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 2,5 кг водяного пара при температуре 100 °С?

1118. Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 10 г, взятой при температуре 0 °С, для того, чтобы нагреть ее до температуры кипения и испарить?

1119. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 °С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

1120. Кофейник вместимостью 1,2 л заполнили водой при температуре 15 °С и поставили на плиту. Какое количество теплоты пошло на нагревание и кипение воды, если после снятия с плиты в результате испарения в кофейнике объем воды стал на 50 см3 меньше? (Изменение плотности воды с изменением температуры не учитывать.)

1121. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 °С и последующее образование пара массой 250 г?

1122. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 10 кг при температуре 100 °С и охлаждении образовавшейся воды до 20 °С?

1123. Какое количество теплоты потребовалось для получения дистиллированной воды объемом 5 л, если вода в дистиллятор поступила при температуре 14 °С? (Потерями энергии пренебречь.)

1124. Какое количество теплоты необходимо, чтобы из льда массой 2 кг, взятого при температуре – 10 °С, получить пар при 100 °С?

1125. Сколько льда, взятого при 0 °С, расплавится, если ему сообщить такое количество теплоты, которое выделится при конденсации водяного пара, масса которого равна 8 кг, а температура равна 100 °С, при нормальном атмосферном давлении?

Источник: https://gdz-fizika.ru/7/137-42-isparenie-kipenie.html

Почему температура воды в открытом стакане всегда бывает немного ниже температуры воздуха в комнате?

Температура воды в открытом

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 3

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 4

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 5

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 6

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 7

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 8

1,Как изменится сила гравитационного притяжения между двумя шариками, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

2,Два бруска массами 100 г и 300 г связаны невесомой и нерастяжимой нитью, оба бруска лежат на гладком столе. К меньшему бруску приложили горизонтальную силу 0,4 Н. Чему равна сила натяжения нити?

Page 9

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 10

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 11

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 12

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 13

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 14

СРОЧНО!!физика1)выразите в килограммах массы тел: 3т, 0,25т, 300 г , 150 г , 10 мг.

2)из винтовки вылетает пуля со скоростью 700 мс. Винтовка при отдаче приобретает скорость 1,6 мс . определите массу винтовки , если массу пули 10 г

Page 15

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 16

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 17

Брусок, приводимый в движение нитью AB, движется по горизонтальной плоскости. Масса бруска m, угол наклона нити α, ускорение точки B – a, коэффициент трения между бруском и

плоскостью μ. Найти силу натяжения нити T и силу давления N бруска на плоскость

Page 18

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

Page 19

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

0

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

1

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

2

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

3

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

4

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

5

Периметр треугольника равен 13 см. две его стороны равны между собой, а третия сторона- 3см. найди длину двух равных

6

1.Определите силу тяжести,действующую на тело массой 3,5 кг 400г 1,5т,60 г 2.Найдите вес тела,масса которого 5 кг, 300г. 3 Вес человека 700H.Опредилите его массу.сделайте рисунок и покажите вес тела.

4 Выразитие в ньютонах следующие силы: 240 kH 25kH 5kH 0,2kH. 5 На столе стоит телевизор массой 5 кг.Определите силу тяжести и вес телевизора.изобразите эти силы на рисунке.

за помошь кому то если что спасибо можно без рисунков если не получится

Источник: https://znanija.site/fizika/20800087.html

Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей

Температура воды в открытом

Температура окружающего воздуха основательно влияет на температуру воды в открытом  бассейне.

При температуре воздуха 18-20 градусов человек чувствует себя еще мало-мальски комфортно, однако, плавать при такой температуре мало кому захочется.

 Зачастую, такие условия в теплом периоде в средней полосе и севернее,  составляют львиную долю. В связи с этим,  вопрос подогрева воды в бассейне актуален.

Норматив  температуры воды для бассейнов

Тип бассейна Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)

Плавательные и спортивные бассейны

24-26

Детские бассейны

28-30

Гидромассажные и спа-бассейны

32-38

Для исключения проблем с поддержанием необходимой температуры воды уже на этапе проектирования подбирают необходимое нагревательное оборудование. В статье мы поможем Вам освоиться с этой проблемой и выбрать подходящую модель по типу и мощности.

Устройства обогрева воды работают по принципу передачи тепла «от горячего к  холодному». Установки различаются принципом получения тепла для нагрева.

Типы и принцип работы водоподогревателей

               Тип установки обогрева воды

                 Принцип получения тепла

 Рекурперативные теплообменники (теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, теплообмен происходит через стенку)

Циркулирующая вода нагретая любым способом передает через стенки тепло, нагревая воду.

Электронагреватели

Нагреваются за счет электроэнергии. Тепло передается воде напрямую от трубчатых электронагревателей (ТЭН)

2.Теплообменники

Водно-водяной теплообменник состоит из корпуса, внутри которого смонтированы два контура. Первичный контур (контур нагрева) предназначен для циркуляции воды из бойлера. Вторичный контур – для циркуляции воды из бассейна. Между контурами происходит теплообмен следующим образом. Вода из бассейна забирает тепло от воды из теплообменника.

Остывшая вода снова проходит через бойлер, подогревается и снова возвращается в теплообменник для отдачи тепла воде из бассейна. И так по замкнутому кругу пока вода в бассейне не достигнет заданной температуры. Затем нагреватель в зависимости от настроек либо отключается, либо продолжает работать в режиме поддержания требуемой температуры.

Время, требуемое для нагрева воды до заданной температуры, зависит от объема бассейна и мощности нагревателя.

Тип и особенности конструкции теплообменника

 Тип теплообменника   Особенности конструкции

вертикально расположенные

Нагревательный контур в виде пучка тонких трубок, по каждой из которых протекает вода. Большое количество  трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Есть конструкции с демонтируемым пучком трубок (повышение ремонтопригодности).

горизонтально расположенные

Нагревательный контур в форме спирали

Корпус теплообменника изготавливают из

  1. композитного пластика,
  2. нержавеющей стали,
  3. титана.

Контур нагрева изготавливают из

  1. нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
  2. титана (для бассейнов с морской водой),
  3. никеля,
  4. купроникеля.
Достоинства и недостатки теплообменников

 Достоинства Недостатки
сравнительно дешевыедля работы в доме должен быть газовый котел (можно электрический котел, но это уже дорого)
не требуют больших  затрат в процессе эксплуатациина заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех. паспорте разнице температур первичного и вторичного контура и соотношения скоростей жидкости в них

Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б)

3. Солнечные коллекторы (солнечные батареи)

Нагреваются под действием солнечных лучей и это тепло используется для подогрева воды в бассейне. Коллектор имеет систему тонких трубок.

Достоинства и недостатки солнечных коллекторов

Достоинства Недостатки
не требуется газовый котелмалая мощность (квадратный метр батареи выдает тепловую энергию 0.6 – 0.9 кВт/час. Для покрытия мощности слабого водно-водяного теплообменника потребуется площадь батарей равная площади поверхности бассейна.)
не тратится электричествоприменяется в южных широтах нашей Родины с большим количеством солнечных дней

4. Электронагреватели

Электронагреватели являются устройствами альтернативными  теплообменникам.  Принцип действия: в корпусе размещается трубчатый электронагревательный  элемент (ТЭН). Он передает тепло протекающей воде. Особых различий между моделями нет.

При выборе электронагревателя ориентиром является:

  1.  выходная мощность,
  2.  материал, из которого изготовлен корпус,
  3.  материал, из которого изготовлен ТЭН.

При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.

Достоинства и недостатки электронагревателей

Достоинства Недостатки
для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру водыогромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна)
оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке водымодели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети
изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы

Особенности монтажа

Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз. В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.

Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.

Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.

В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:

5. Тепловые насосы для подогрева воды

Тепловой насос  предназначен охлаждать или обогревать воду в  плавательном бассейне с помощью преобразования энергии атмосферного воздуха в тепло.

 Устанавливается вне помещения.

Достоинства

– очень простое подключение – достаточно подключить воду и электропитание теплового насоса.

встроенная система  автоматически выставляет оптимальные режимы работы компрессора и вентилятора для получения максимального КПД, путём замера соотношения температуры воздуха и теплоносителя. Управление осуществяется цифровым пультом, есть несколько автоматических настроек работы поддержания температуры.

– установлены датчики и системы защиты: защита от малого и большого давления теплоносителя, датчик высокой температуры теплоносителя, датчик потока воды, система отключения при низкой температуре воздуха, система автоматического оттаивания.

Выводы:

1. Для нагрева воды в бассейне в основном используются водно-водяные теплообменники, электронагреватели и солнечные батареи. Последний вариант используется в основном в качестве дополнительного источника нагрева.

2. Выбор модели основывается на мощности нагревателя.

3. В бассейне с морской водой требуется нагреватель  из антикоррозийных материалов.

4. Нагрев воды в бассейне занимает продолжительное время

6. Порядок расчета времени работы теплообменника

Оценим время работы теплообменника по нагреву бассейна. Для этого воспользуемся эмпирической формулой (без учета отклонений от имеющейся мощности и потерь тепла):

t = 1.16  *  V  *  T  /  P,  где,

t – искомое время в часах,

V – объем воды в бассейне в кубометрах,

T – требуемая разница температур в градусах,

P – заявленная мощность.

Пример расчета.

По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов,  а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и  мощности теплообменника 6 кВт.

t  =  1.16  *  30  *  6   /  6,       t  =  34,8 час.

7. Определение необходимой мощности нагревателя

Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.

Определение мощности водонагревателя

 Тип и место использования водонагревателя  Значение требуемой мощности водонагревателя

Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен объему бассейна (куб. метр)

Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

Солнечные батареи

Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

Расчет мощности нагревателя воды описан в разной литературе.  Мы же будем использовать формулы из книги «Planung von Schwimmbadern» C. Saunus

Мощность теплообменника определяется из условий первичного нагрева воды в бассейне. Обычно принимается время первичного нагрева  2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.

Qs = V*C*(tB – tK)/Za + Zu*S

Qs – мощность нагревателя (Вт)

V – объем бассейна (л)

C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)

tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)

tK – температура заполняемой воды  (град. по Цельсию)

S – площадь зеркала воды (кв. метр)

Za – требуемое время нагрева

Zu – потери тепла (в час.)

Тип бассейна и значение параметра потери тепла

Тип и местонахождение бассейна Значение параметра потери тепла Zu
Бассейн в помещении180 (Вт/м2)
Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место)1000 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место) 620 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место)520 (Вт/метр кв.)

При расчете по этой формуле условно – 1 кг = 1 л. 

Таким образом, мы рассмотрели современные устройства подогрева воды в бассейне. Они имеют разные принципы действия, форму, технические характеристики и цену. Выбор подходящего именно для своего бассейна за Вами, а также можете обратиться к специалистам в нашу компанию и получить крайне граммотную консультацию. 

Источник: https://www.bassein-servis.ru/info/29/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.