Como calcular o efeito de resfriamento de água pulverizada
O processo de calcular o efeito de resfriamento da água está muito envolvido e exige física de alto nível e de cálculo. O matemático deve levar em consideração muitas variáveis diferentes. O experimentador pode encontrar alguns dos dados de várias tabelas de calor , mas ele ou ela deve obter a maioria dos dados de medições e cálculos. Tirando os efeitos da perda de calor para o ambiente exterior para ser insignificante , o experimentador pode resolver um problema difícil com apenas uma compreensão rudimentar de mathematics.Things você precisa
Dois termômetros digitais portáteis COLEÇÃO balde
Escala Cronômetro
Trena
Calculator
Lápis e papel
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Preparações de Cálculo
O 1 Use um termômetro digital portátil para medir a temperatura da água.
medir a temperatura inicial do spray de água eo material que você deseja para esfriar com um termômetro portátil.
2 Configure um dispositivo de coleta para recolher a água pulverizada para que você possa medir a sua massa . Definir
um balde ou uma coleção de dispositivo para pegar toda a água pulverizada .
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Configure um termômetro digital sobre o material que você quer esfriar e apontar outro termômetro no água. Pulveriza-se a material com a água e , utilizando um cronometro , calcular a quantidade de tempo , em segundos , necessário para que a água e o material para atingir a mesma temperatura; esta temperatura será a temperatura de “equilíbrio ” . Registre a temperatura de “equilíbrio” e da quantidade de tempo que levou para a água e materiais para alcançá-lo .
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Coletar toda a água pulverizada e medir sua massa.
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Encontre o calor específico do material de refrigeração por meio de um ” calor específico de substâncias comuns ” Tabela de dados.
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Determine a área da seção transversal do material que você quer para se refrescar com a fórmula A = 3,14 * (raio ) ^ 2 . Meça a altura do objeto
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Converter todas as medições para as unidades métricas usando as seguintes conversões : .
Um quilograma = 2,20462 £
Um metro = 3,280840 pés
Fahrenheit para Celsius = 5/9 * ( o número de graus Fahrenheit – 32)
Igualando a capacidade de calor
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Calcule o calor obrigado a mudar a água em vapor com o Q1 equação = massa de água * o índice específico de calor de água a temperatura de equilíbrio * ( 100 graus Celsius – temperatura inicial da água).
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Calcule a quantidade de energia necessária para transformar água em vapor a 100 graus Celsius com o Q2 equação = massa de água * calor latente de vaporização da água à temperatura de equilíbrio.
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Calcule a quantidade de energia necessária para mudar o vapor de 100 graus Celsius e a temperatura de equilíbrio usando a fórmula Q3 = massa de água * calor específico da água a temperatura de equilíbrio * ( temperatura de equilíbrio – 100 graus Celsius ) .
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Calcule a variação de energia o material que você quiser se refrescar com a equação Q4 = massa de material índice * calor específico do material a temperatura de equilíbrio * ( temperatura de equilíbrio – temperatura inicial do material).
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Some os números em os passos de um a quatro; isso dá uma resposta em quilojoules . Divida esse número pelo número de segundos que levou para a água e materiais para atingir a temperatura de equilíbrio da etapa dois na seção ” preparativos “; a resposta resultante será em quilojoules por segundo
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Multiplique o número de quilojoules por segundo em 1000.; isso coloca a resposta em joules por segundo que você pode adicioná-lo para a transferência de calor do material resfriado.
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Calcular a transferência de calor do material com a equação P1 = área da seção transversal de material de refrigeração * a condutividade térmica do material no estado de equilíbrio de temperatura * ( ( temperatura inicial do lado não pulverizada do material – temperatura de equilíbrio ) /altura do material ) .
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Adicionar a resposta a partir do passo anterior para a resposta final, em joules por segundo, a partir da etapa cinco. A resposta resultante dá-lhe a quantidade de perda de energia , ou taxa de resfriamento , em joules por segundo de água pulverizada .
