Положил в морозилку бутылку с водой 1.5 литра , как посчитать через какое время она охладится до 5 градусов например.
Формула ! Мне нужна формула ! (c)
Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>Формула ! Мне нужна формула ! (c)
За разное, как это не странно.
Доказано экспериментально.
Суть проста. Современные холодильники не просто холодят постоянно. Они периодически включают "оттайку", чтобы в морозильной камере не намерзало.
Замечал, что иногда за 30 мин лимонад чуть ли не замерзал.
Иногда за 1.5 часа только сильно охлаждался.
Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>Формула ! Мне нужна формула ! (c)
физика — удивительная наука, она может с поразительной точностью высчитывать движение небесных тел на огромном удалении; проникать в микромир на субатомный уровень, а вот _точную_ формулу остывания бутылки, или, скажем, движения листа дерева на ветру дать не может. только примерно с кучей эмпирических констант.
Здравствуйте, 3V, Вы писали:
3V>Суть проста. Современные холодильники не просто холодят постоянно. Они периодически включают "оттайку", чтобы в морозильной камере не намерзало. 3V>Замечал, что иногда за 30 мин лимонад чуть ли не замерзал. 3V>Иногда за 1.5 часа только сильно охлаждался.
Может зависть от теплопроводности, того с чем бутылка соприкасается в морозилке.
Здравствуйте, Ромашка, Вы писали:
Р>Здравствуйте, Deprivator, Вы писали: D>>если очень примерно — то, разумеется, экспонента.
Р>Там не экспонента. Горячая вода замерзает быстрее холодной. Тут даже топик был, где предлагались гипотезы происходящего.
Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>Положил в морозилку бутылку с водой 1.5 литра , как посчитать через какое время она охладится до 5 градусов например. E>Формула ! Мне нужна формула ! (c) E>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
Недостаточно данных. Еще нужна начальная температура воды, теплопроизводительность морозилки, теплоемкость морозилки, теплопроводность границы между морозилкой и водой. Для грубого рассчета в данном случае теплопроизводительность и теплоемкость морозилки можно принять бесконечными. А вот теплопроводность может быть очень разной, в зависимости от поверхности морозилки, толщины и формы бутылки и т.п.
Обязательно бахнем! И не раз. Весь мир в труху! Но потом. (ДМБ)
Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
Есть такой эффект Мпембы, он обнаружил, что стакан с горячей водой замерзает в морозилке быстрее, чем с холодной. Но как я понимаю, объяснение оказалось очень простое — теплопроводность. Там у него была шуба льда, горячий стакан ее быстрее протаивал и тепловой контакт получался лучше.
Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>Положил в морозилку бутылку с водой 1.5 литра , как посчитать через какое время она охладится до 5 градусов например. E>Формула ! Мне нужна формула ! (c)
E>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
читать: А.Л. Ястребов "Инженерные коммуникации в вечномерзлых грунтах"
americans fought a war for a freedom. another one to end slavery. so, what do some of them choose to do with their freedom? become slaves.
Здравствуйте, ДимДимыч, Вы писали:
ДД>Здравствуйте, ekvw, Вы писали:
E>>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится. ДД> Недостаточно данных. Еще нужна начальная температура воды, теплопроизводительность морозилки, ДД> теплоемкость морозилки, теплопроводность границы между морозилкой и водой.
если я правильно понимаю, то даже лохматые холодильники работают по принципу: есть охлаждающий элемент и есть пропеллер как у карлосона, откуда дует. мой штатовский холодильник совсем древний и в нем нет режима оттаивания, а потому охлажающий элемент обрастает шубой. элемент находится в узкой "шахте", через которую пропеллер сосет воздух. через пару месяцев все пространство шахты заполняет лед и пропеллер ничего не сосет, но лед, соприкосаясь со стенками шахты, будучи неплохим теплопроводником (лед, не шуба) поддерживет вполне приемлимую температуру. и по прежнему работает обдув, хотя дует холостыми.
> Для грубого рассчета в данном случае теплопроизводительность и теплоемкость морозилки можно принять бесконечными. > А вот теплопроводность может быть очень разной, в зависимости от поверхности морозилки, толщины и формы бутылки и т.п.
понятно, что нам нужна площадь соприкосновения воды с воздухом (стенками) морозилки, а так же скорость цикруляции воды в бутылке, которая зависит от формы бутылки и даже от ее положения в морозилке. отдельная задача -- вычислить под каким уголом положить цилиндр (считаем, что это цилиндр), чтобы обеспечить максимальную скорость охлаждения.
если бутылку грубо принять за конус, то охлажденная вода опускается вниз, а теплая поднимается наверх, где она собственно и замерзает. у меня точно замерзает сначало горлышко. при этом так обидно. горлышко замерзло и закупорило бутылку. а на дне вода еще тепля на ошупь.
americans fought a war for a freedom. another one to end slavery. so, what do some of them choose to do with their freedom? become slaves.
Так как в рассматриваемый диапазон температур воды не попадают температуры фазовых переходов, а интенсивность теплопередачи зависит от разности температур, а не от абсолютного значения, для упрощения рассчетов за нулевую температуру примем температуру морозилки.
Обозначим:
V — объем воды, м³;
ρ — плотность воды, кг/м³;
c — удельная (по массе) теплоемкость воды, Дж/(кг*К);
Tbeg — начальная температура воды (относительно темп. морозилки), К;
Tend — конечная температура воды (относительно темп. морозилки), К;
P — интенсивность теплопередачи, т.е. коэффициент теплопередачи между морозилкой и водой, умноженный на эффективную площадь поверхности, Вт/К.
Чтобы охладить воду от температуры Tbeg до Tend потребуется отобрать количество теплоты:
С другой стороны, это количество теплоты равно:
Температура изменяется экспоненциально по закону
При этом мы знаем, что в момент времени t=0 скорость изменения температуры равна:
Отсюда находим коэффициент k:
Следовательно,
Таким образом,
Отсюда находим t:
Учитывая поправку, что за ноль брали температуру морозилки, в абсолютных значениях получаем:
Где Tabs_frig — температура морозилки в кельвинах.
Для примера возьмем Tabs_frig = -10°C, Tbeg = 25°C, Tend = 5°C, P=0.1 Вт/К. Таким образом, если я нигде не ошибся,
1814 секунд, т.е. около получаса.
Обязательно бахнем! И не раз. Весь мир в труху! Но потом. (ДМБ)
Здравствуйте, Ромашка, Вы писали:
D>>если очень примерно — то, разумеется, экспонента.
Р>Там не экспонента. Горячая вода замерзает быстрее холодной. Тут даже топик был, где предлагались гипотезы происходящего.
если и быстрее, то все-равно по экспоненте (в грубом приближении)
Здравствуйте, ДимДимыч, Вы писали:
ДД>P — интенсивность теплопередачи, т.е. коэффициент теплопередачи между морозилкой и водой, умноженный на эффективную площадь поверхности, Вт/К.
С этим (интенсивность теплопередачи) есть проблем, зависит от температур, и оч много еще от чего. А вообще, для нефизика — неплохо
Здравствуйте, McSeem2, Вы писали:
E>>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
MS>Есть такой эффект Мпембы, он обнаружил, что стакан с горячей водой замерзает в морозилке быстрее, чем с холодной. Но как я понимаю, объяснение оказалось очень простое — теплопроводность. Там у него была шуба льда, горячий стакан ее быстрее протаивал и тепловой контакт получался лучше.
Судя по википедии удовлетворительного объяснения эффекта пока нет. Не думаю, что тов. Мпемба допустил бы такой прокол в эксперименте.
Здравствуйте, vsb, Вы писали:
E>>>Дано : температура в морозилке , объем воды, температура до которой должна охладится.
MS>>Есть такой эффект Мпембы, он обнаружил, что стакан с горячей водой замерзает в морозилке быстрее, чем с холодной. Но как я понимаю, объяснение оказалось очень простое — теплопроводность. Там у него была шуба льда, горячий стакан ее быстрее протаивал и тепловой контакт получался лучше.
vsb>Судя по википедии удовлетворительного объяснения эффекта пока нет. Не думаю, что тов. Мпемба допустил бы такой прокол в эксперименте.
Да у него и не вода была, а существенно более сложная смесь.
Одним из 33 полных кавалеров ордена "За заслуги перед Отечеством" является Геннадий Хазанов.
Здравствуйте, Ромашка, Вы писали:
Р>Здравствуйте, Deprivator, Вы писали: D>>если очень примерно — то, разумеется, экспонента. Р>Там не экспонента. Горячая вода замерзает быстрее холодной. Тут даже топик был, где предлагались гипотезы происходящего.
Там вроде про мороженое было, а не про воду.
Здравствуйте, мыщъх, Вы писали:
М>у меня точно замерзает сначало горлышко. при этом так обидно. горлышко замерзло и закупорило бутылку. а на дне вода еще тепля на ошупь.
Здравствуйте, vsb, Вы писали:
vsb>Судя по википедии удовлетворительного объяснения эффекта пока нет. Не думаю, что тов. Мпемба допустил бы такой прокол в эксперименте.
Я где-то читал, что воспроизвести эффект в чистых условиях не удалось. Так что, это скорее из серии легенд.
McSeem
Я жертва цепи несчастных случайностей. Как и все мы.
Здравствуйте, dandy, Вы писали:
D>С этим (интенсивность теплопередачи) есть проблем, зависит от температур, и оч много еще от чего.
Я в сообщении выше писал, что эта величина может меняться в широких пределах. К тому же может и не быть константой в процессе охлаждения.
Кстати, в примере там я сначала предположил 0.1 Вт/К, а посчитал для 0.25 Вт/К. Как видно из даже приближенной формулы, в пределах температур бытового холодильника время больше зависит от этой самой интенсивности теплопередачи, чем от температур.
D>А вообще, для нефизика — неплохо
Спасибо
Ну как сказать, полгода физмат лицея и подготовки к олимпиадам, видимо, не совсем даром прошли. Да и в универе не все лекции прогуливал.
Обязательно бахнем! И не раз. Весь мир в труху! Но потом. (ДМБ)