Нелинейная мощность (теоретический тур)

При последовательном соединении через оба тепловода течёт одинаковая мощность, а разности температур складываются. Поэтому суммарную зависимость строят сложением \(\Delta t\) при одинаковом \(P\).

1) Восстановим масштаб по оси мощности на графике. При разности температур \(t_1 - t_2 = 100\) °C мощность теплового потока через \(N\)-тепловод равна \(P_1 = 100\) Вт. На графике это значение соответствует сотому делению, следовательно, цена деления равна \(1\) Вт.

2) Теперь по графику находим мощность потока \(P_3\) через \(Z\)-тепловод при разности температур \(100\) °C. Из графика \(P_3 = 94\) Вт.

3) Рассмотрим случай, когда между термостатами находятся два тепловода, соединённых последовательно. В установившемся режиме мощности теплового потока через тепловоды равны, а разность температур между термостатами равна сумме разностей температур на каждом тепловоде. Получим график \(P(\Delta t)\) для последовательного соединения тепловодов, складывая разности температур при одинаковой мощности. Проделаем это для соединений \(N + N\), \(Z + Z\), \(Z + N\) и найдём мощности \(P_2\), \(P_4\), \(P_5\).

Из графика: \(P_2 = 50\) Вт, \(P_4 = 67\) Вт, \(P_5 = 60\) Вт.

Найдём температуры на стыке между тепловодами. При мощности \(P_5 = 60\) Вт разность температур на \(Z\)-тепловоде равна \(40\) °C (точка \(A\)). Если \(Z\)-тепловод соединён с первым термостатом, то температура на стыке равна \(t = 40\) °C. Если он соединён со вторым термостатом, то температура на стыке равна \(t = 60\) °C.