Крионасос
5/10В криогенном эксперименте поток газообразного азота, распространяющийся в вакуумной камере, направляется на охлаждаемую до низкой температуры \(T_c = -243^\circ\text{C}\) поверхность (криопанель), на которой газ может превращаться в твёрдое тело (процесс десублимации). Скорость потока азота равна \(v = 200\) м/с и направлена перпендикулярно криопанели, температура в потоке равна \(T_0 = -173^\circ\text{C}\). Определите максимальное значение плотности газообразного азота, при котором на криопанели десублимируется весь натекающий газ. Холодильное оборудование может обеспечить отвод тепла в количестве не более, чем 0,4 Дж с 1 см\(^2\) поверхности криопанели за 1 секунду. Удельная теплота сублимации азота равна \(L = 225\) кДж/кг. Удельная теплоёмкость азота (при данных условиях) равна \(c = 1{,}0\) кДж/(кг\(\cdot{}^\circ\text{C}\)). Площадь сечения потока на входе равна площади криопанели. Кинетической энергией натекающего газа можно пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаРассмотрите массу газа, натекающую на \(1\) см\(^2\) панели за \(1\) с, и запишите, сколько тепла нужно отвести, чтобы её охладить и десублимировать.
Ответ\(\rho \approx 6{,}8\cdot 10^{-5}\) кг/м\(^3\).
Похожие задачи
- Алюминиевый шарик в стакане с водой МОШ 2009/10, 8 кл.
- Перелив воды между бочками МОШ 2009/10, 9 кл.
- Горячая деталь в воде МОШ 2010/11, 8 кл.
- Нагрев сосуда с водой и гирей МОШ 2011/12, 8 кл.
- Лёд в калориметре МОШ 2011/12, 9 кл.
- Шарики в стакане МОШ 2011/12, 9 кл.