Дано:
- проектная мощность машины P = 10 л.с. = 10 * 736 Вт = 7360 Вт
- теплота, необходимая для нагрева воды Q = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (c ≈ 4184 Дж/(кг·°C)), ΔT - перепад температур.
Найти:
- массу воды m, необходимую для работы тепловой машины.
Решение:
1. Для оценки массы воды используем формулу для мощности:
P = Q / t,
где t - время, за которое вода будет нагреваться.
2. Подставим выражение для Q в формулу мощности:
P = (mcΔT) / t.
3. Из этой формулы выразим массу воды:
m = P * t / (c * ΔT).
4. Теперь нужно оценить значения параметров. Допустим, температура в течение суток колеблется с минимального значения T_min до максимального значения T_max. Тогда перепад температур ΔT = T_max - T_min.
5. Выберем временной интервал t = 24 часа = 86400 секунд.
6. Если считать, что для работы машины требуется, например, перепад температур ΔT = 20°C (это усредненное значение, фактические значения могут варьироваться), то подставляем это значение:
m = (7360 Вт) * (86400 с) / (4184 Дж/(кг·°C) * 20°C).
7. Рассчитаем массу:
m = 7360 * 86400 / (4184 * 20).
m ≈ 7360 * 86400 / 83680 ≈ 737 кг.
Ответ:
Для работы тепловой машины потребуется масса воды примерно 737 кг.
Объяснение:
Тепловые машины, работающие на использовании суточного перепада температур, не нашли широкого применения по нескольким причинам. Во-первых, огромные массы воды требуют значительных ресурсов для их транспортировки и обустройства. Во-вторых, эффективность таких машин обычно невысока из-за небольших перепадов температур, что снижает коэффициент полезного действия. Наконец, такие системы могут быть подвержены изменениям температуры окружающей среды, что делает их работу менее предсказуемой.