Come calcolare l'effetto di raffreddamento spruzzato acqua

Il processo di calcolo l'effetto di raffreddamento di acqua è molto coinvolto e richiede la fisica di alto livello e di calcolo . Il matematico deve prendere in considerazione molte variabili differenti . Lo sperimentatore può trovare alcuni dei dati provenienti da varie classifiche di calore , ma lui o lei deve ottenere gran parte dei dati provenienti da misurazioni e calcoli . Prendendo gli effetti della perdita di calore verso l' ambiente esterno trascurabile , lo sperimentatore può risolvere un problema difficile con solo una conoscenza rudimentale di mathematics.Things che vi serve
Due termometri portatili digitali
Collection secchio
Scale
Cronometro
Tape measure
Calcolatrice
carta e matita

Mostra Altre istruzioni
Preparazioni di calcolo
1 Utilizzare un termometro digitale portatile per misurare la temperatura dell'acqua.

misurare la temperatura iniziale del getto d'acqua e il materiale che si desidera rinfrescarsi con un termometro portatile .
2 Impostare un dispositivo di raccolta per raccogliere l'acqua spruzzata in modo da poter misurare la sua massa .

Configurare un dispositivo secchio o una raccolta di catturare tutta l'acqua spruzzata .
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Impostare un termometro digitale sul materiale che si desidera raffreddare e puntare un altro termometro al acqua . Spruzzare il materiale con l' acqua e , utilizzando un cronometro , calcolare la quantità di tempo , in secondi , necessario per l' acqua e il materiale per raggiungere la stessa temperatura ; questa temperatura sarà la temperatura "equilibrio " . Registrare la temperatura di "equilibrio" e la quantità di tempo impiegato per l'acqua e il materiale per raggiungerlo .
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raccogliere tutta l'acqua spruzzata e misurare la sua massa .
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Trova il calore specifico del materiale raffreddato mediante un " calore specifico di sostanze comuni" tabella di dati .
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Determinare l'area della sezione trasversale del materiale che si desidera raffreddare con la formula A = 3.14 * ( raggio) ^ 2 . Misurare l' altezza dell'oggetto
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Convertire tutte le misure a favore delle unità metriche utilizzando le seguenti conversioni : .

Un chilogrammo = 2,20462 £

Un metro = 3,280840 piedi

Fahrenheit a Celsius = 5/9 * ( il numero di gradi Fahrenheit - 32 )
Equiparare la capacità termica
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calcolare il calore necessario per cambiare l'acqua in vapore con il Q1 equazione = massa d'acqua * l'indice di calore specifico di acqua a temperatura di equilibrio * ( 100 gradi Celsius - temperatura iniziale dell'acqua ) .
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calcolare l'importo di energia necessaria per trasformare l'acqua in vapore a 100 gradi centigradi con l'equazione Q2 = massa d'acqua * calore latente di vaporizzazione di acqua a temperatura di equilibrio .
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Calcolare la quantità di energia necessaria per modificare la vapore da 100 gradi Celsius alla temperatura all'equilibrio, utilizzando la formula Q3 = massa di acqua * calore specifico dell'acqua alla temperatura di equilibrio * ( temperatura di equilibrio - 100 gradi Celsius ) .
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Calcolare la variazione di energia di il materiale che si desidera raffreddare con l'equazione Q4 = massa del materiale * indice di calore specifico del materiale a temperatura di equilibrio * ( temperatura di equilibrio - temperatura iniziale del materiale) .
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Aggiungere insieme le figure in passi 1-4 ; questo dà una risposta in kilojoule . Dividere questa cifra per il numero di secondi necessari per l' acqua e materiale per raggiungere la temperatura di equilibrio dal passaggio due nella sezione " preparazioni " ; la risposta risultante sarà in kilojoule al secondo
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Moltiplicare il numero di kilojoule per secondo dal 1000. ; questo mette la risposta in joule al secondo, in modo da poter aggiungere al trasferimento di calore del materiale raffreddato .
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Calcola il trasferimento di calore del materiale con l'equazione P1 = area della sezione trasversale del materiale raffreddato * la conducibilità termica del materiale alla temperatura di equilibrio * ( ( temperatura iniziale del lato non trattata di materiale - temperatura di equilibrio ) /altezza del materiale ) .
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Aggiungere la risposta della fase precedente per la risposta finale , in joule al secondo , dal punto cinque. La risposta risultante ti dà la quantità di perdita di energia, o velocità di raffreddamento , in joule al secondo di acqua nebulizzata .