Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Вал турбины и подшипник

  1. Вал турбины и подшипник

    «Надежда энергетики» 2018/19, 9 кл.
    3/10

    Вал турбины на гидроэлектростанциях закрепляется в специальных устройствах — опорных подшипниках, которые уменьшают трение при вращении. Через подшипники для их охлаждения и смазки непрерывно прокачивается вода, температура которой до и после подшипника отличается в \(2\) раза. Определите, во сколько раз будет отличаться температура воды до и после подшипника, если расход воды через подшипник будет увеличен в два раза. Температура воды на входе в подшипник во всех случаях одинакова.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Подумайте, что не меняется при увеличении расхода воды: сколько теплоты подшипник отдаёт воде в единицу времени.

    Ответ

    \(t_{\text{кон}}/t_{\text{нач}} = 1{,}5\).

    Решение

    Количество теплоты, отдаваемое подшипником воде в единицу времени, во всех режимах одинаково, а расход воды пропорционален массе воды, прокачиваемой за единицу времени. Поэтому \[cm_1(t_{1,\text{кон}} - t_{\text{нач}}) = cm_2(t_{2,\text{кон}} - t_{\text{нач}}),\] где \(c\) — теплоёмкость воды, \(t_{1,\text{кон}}\) и \(t_{2,\text{кон}}\) — температуры воды на выходе из подшипника в первом и втором режимах, \(t_{\text{нач}}\) — температура на входе. Так как \(m_2 = 2m_1\), отсюда \(t_{1,\text{кон}} - t_{\text{нач}} = 2(t_{2,\text{кон}} - t_{\text{нач}})\). В первом режиме \(t_{1,\text{кон}} = 2t_{\text{нач}}\), поэтому \(t_{\text{нач}} = 2t_{2,\text{кон}} - 2t_{\text{нач}}\), откуда \(\dfrac{t_{2,\text{кон}}}{t_{\text{нач}}} = 1{,}5\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи