Hogyan mértem a vízhőmérsékletet a csapból
Nyár estéjén a forró víz ki volt kapcsolva, és nyilvánvalóan sokáig. Az édesanyám megzavarta a folyó vízmelegítő választékát - egyfajta doboz, csaptelep, amely lehetővé teszi a víz áthaladását és felmelegedését.
Kotorászott a könyvtárak, világossá vált, hogy jönnek a különböző képességek, 2 kW és 15 kW-ig, az erősebb, annál drágább és nagyobb teljesítmény meg kell húzni egy külön sorban a kapcsoló tábla.
Természetesen olcsóbbaknak kell lenniük, ideális esetben több ezer rubel területre, így túlzottan aranyérűek nélkül, mivel csak akkor használjuk fel, amikor forró vízünk be van kapcsolva.
Találtam egy jóképű férfit egy jó márkával és két és fél ezer rubel értékkel, 3,5 kW teljesítménygel. Azok, akik már használtak, írják meg, hogy a dolog csodálatos, és azt teszi, amire szükségünk van, egy feltétel mellett - a vízcső vízhőmérsékletének legalább 18 fokosnak kell lennie, ellenkező esetben a fűtésnek egyszerűen nincs elegendő ereje.
Vagyis, ha ilyen hideg víz van, a hatalom és a költségvetés korlátozása miatt, nem kell tényleg ilyen vízmelegítőt vásárolnunk.
Megérintettem a vizet - hideg volt. Nem világos. Mérni kell.
Keresett egy hőmérőt - találtam egy egyszerű embert, 35-42 fokos skálán. Nem mérhetők. A házból menni, és valahol más hőmérőt keresni - lustaan.
Az agyával siklott, és emlékeztetett az iskolai fizikafolyamatra az adott hőről - az energia mennyiségéről, amelyet egy kilogramm anyagról kell jelenteni annak érdekében, hogy egy fokkal növelje a hőmérsékletét.
Úgy döntöttem, hogy mérjük azt az időt, amikor a vízforraló liter liter vizet forral. hőmérsékletét 100 fokosra emeli, tisztában a vízforraló teljesítményével, a kiindulási hőmérséklet kiszámítása lehetséges.
A konkrét hőképlet:
Ahol C a konkrét hő. A víz hőteljesítménye a Wikipédiából származik.
C = 4,187 kJ / kg * Calvin
m az anyag tömege. A mi esetünkben minden egyszerű, 1 liter víz 1 kg tömeggel.
dT - delta T - hőmérséklet különbség.
dT = 100 # xB0; - T, azaz. a forráspont mínusz az eredeti hőmérséklet, amelyet megpróbálunk megtalálni.
Q - a hőmennyiség, J. A mi esetünkben a hőátadás nem azonnali, de idővel. Más lehetőségek hiányában egyszerűsítjük:
ahol P a vízforraló teljesítménye Wattban (1 Watt = 1 J / 1 s),
és t a forralás ideje.
A kisöcsém szórakozás a fizika ilyen háztartásban, ezért elmagyaráztam neki, mit csinálunk, mivel a stopper, a „megjegyzések kutató” és a beültetett intézkedés örökkévalóság - várni, amíg a kanna forrni kezd, melyben szépen öntött 1 liter csapvizet.
A t időpontot 3 perc 26 másodperc, vagy 206 másodperc mértük.
Minden adatunkat a képletben helyettesítjük:
4,187 kJ / kg * Kelvin = 2 kW * 206 mp / 1 kg * (100 # xB0; C - T # xB0; C)
100 - T = 2 * 206 / 4,187
T = 100 - 98,4 = 1,6 # xB0; C.
Valami nem igazán helyes. A víz természetesen hideg, de nem jég!
Nos, kezdettől fogva nyilvánvaló volt, hogy a számítási módszer messze nem ideális, mert az elektromos vízforraló nem rendelkezik 100% -os hatékonysággal. Ő a villamosenergia-hálózatból 2 kW-ot vesz igénybe, és mennyit ér el a víz?
Ez a hatékonyság magában foglalja a hőmennyiséget is, amely a víz felszívódik, miközben a vízforraló felmelegíti.
Nem is beszélve arról, hogy a víz különböző hőmérséklettel rendelkezik különböző hőmérsékleteken.
Így a vízforraló mellett a hőteljesítményre vonatkozó képletünkben még egy ismeretlen: a hatékonyság:
C = P * t * Hatékonyság / m * dT
Azonnal megértem, hogy ennek a hatékonyságnak a kiszámításához meg kell tudnod találni, hogy mennyi ideig áll a vízforrás az ismert hőmérsékletű vizet száz fokkal. Ez azt jelenti, ahogy a bátyám megfogalmazta: "a víz hőmérsékletének kiszámításához ismerni kell a víz hőmérsékletét."
A ház egyetlen mérőeszköze a hőmérő, amelyet apró méretben említenek, és csak az emberi test hőmérsékletéhez közeli víz hőmérsékletét képes mérni.
A megoldást az anyám javasolta - hígítsuk fel a hideg vizet forrásban lévő vízzel, amíg a víz semlegesnek érzi az érintést, és még akkor is megméri a hőmérsékletet egy hőmérővel.
És csinálta, egy közönséges kapacitással a saláta tálat használva. Mért. Kiderült, 38 # xB0; C.
Óvatosan öntsön 1 liter vizet a vízforralóba, és mérje meg a forralás idejét: 2 perc 42 másodperc, vagy 162 másodperc. Ismét helyettesíti mindent a képletben és kiszámítja a hatékonyságot:
C = P * t * Hatékonyság / m * dT
4,187 = 2 * 162 * Hatékonyság / 1 * (100 - 38)
Hatékonyság = 4,187 * 62/324 = 0,8, vagy 80%. Nem rossz, egyébként és a vártnál.
Most, amikor ismeretes a hatékonyság, újra kiszámíthatjuk a csapvízből a víz hőmérsékletét:
4,187 = 2 * 202 * 0,8 / 1 * (100-T)
100 - T = 323,2 / 4,187
T = 100 - 77,2 = 22,8 # xB0; C.
Voila. Melegebb, mint amire számítottam, de elvileg úgy néz ki, mint az igazság. Tudom, hogy valójában, szemetet, de még mindig önelégült a nap hátralevő részében, ezért úgy döntöttem, hogy bemutatom a pikabu előtt.
amint azt mikrohullámú mikrohullámú mikrohullámú sütőhullámhossza segítségével lehet mérni.
Hasonlóképpen használhatja a kolbászt is, de ennek hosszú, teljes méretű kolbásznak kell lennie.
A kolbászt szeletekre vágjuk, és egy négyzet alakú lemezre helyezzük a lehető legegyenletesebben úgy, hogy minden darab azonos méretű legyen, és nincsenek szóközök.
Azt tesszük, hogy a mikrohullámú lemez ne forgasson, és melegítsük a kolbászt.
A mikrohullámú sütő finomságai miatt a kolbász egyenetlenül melegszik. Mérjük meg a két legközelebbi hőmérő epicentrum közötti távolságot (vagy nem meleg, nem alapvetően). Ez lesz a hullámhossz.
Ezután a hullámhosszat megszorozzák a mikrohullámú sütő magnetron működésének frekvenciájával. Az eredmény megegyezik a fénysebességgel.
A magneton frekvenciáját a mikrohullámú sütő műszaki jellemzői alapján keresik, vagy a nyugati szabványt 2,45 GHz-en használjuk.