Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie calcolatrice

✖La temperatura iniziale del solido è la temperatura iniziale del solido dato.ⓘ Temperatura iniziale del solido [T_i]			+10% -10%
✖L'energia termica è la quantità di calore totale necessaria.ⓘ Energia termica [Q]			+10% -10%
✖L'area è la quantità di spazio bidimensionale occupato da un oggetto.ⓘ La zona [A]			+10% -10%
✖La densità del corpo è la quantità fisica che esprime il rapporto tra la sua massa e il suo volume.ⓘ Densità del corpo [ρ_B]			+10% -10%
✖La capacità termica specifica è il calore necessario per aumentare la temperatura della massa unitaria di una data sostanza di una determinata quantità.ⓘ Capacità termica specifica [c]			+10% -10%
✖La diffusività termica è la conduttività termica divisa per la densità e la capacità termica specifica a pressione costante.ⓘ Diffusività termica [α]			+10% -10%
✖La costante di tempo è definita come il tempo totale impiegato da un corpo per raggiungere la temperatura finale dalla temperatura iniziale.ⓘ Tempo costante [𝜏]			+10% -10%

✖La temperatura in qualsiasi momento T è definita come la temperatura di un oggetto in un dato momento t misurata utilizzando un termometro.ⓘ Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie [T]

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Formula

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Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie

Formula

`"T" = "T"_{"i"}+("Q"/("A"*"ρ"_{"B"}*"c"*(pi*"α"*"𝜏")^(0.5)))`

Esempio

`"600.0201K"="600K"+("4200J"/("50.3m²"*"15kg/m³"*"1.5J/(kg*K)"*(pi*"5.58m²/s"*"1937s")^(0.5)))`

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Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Temperatura in qualsiasi momento T = Temperatura iniziale del solido+(Energia termica/(La zona*Densità del corpo*Capacità termica specifica*(pi*Diffusività termica*Tempo costante)^(0.5)))
T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5)))
Questa formula utilizza 1 Costanti, 8 Variabili

Costanti utilizzate

pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288

Variabili utilizzate

Temperatura in qualsiasi momento T - (Misurato in Kelvin) - La temperatura in qualsiasi momento T è definita come la temperatura di un oggetto in un dato momento t misurata utilizzando un termometro.
Temperatura iniziale del solido - (Misurato in Kelvin) - La temperatura iniziale del solido è la temperatura iniziale del solido dato.
Energia termica - (Misurato in Joule) - L'energia termica è la quantità di calore totale necessaria.
La zona - (Misurato in Metro quadrato) - L'area è la quantità di spazio bidimensionale occupato da un oggetto.
Densità del corpo - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del corpo è la quantità fisica che esprime il rapporto tra la sua massa e il suo volume.
Capacità termica specifica - (Misurato in Joule per Chilogrammo per K) - La capacità termica specifica è il calore necessario per aumentare la temperatura della massa unitaria di una data sostanza di una determinata quantità.
Diffusività termica - (Misurato in Metro quadro al secondo) - La diffusività termica è la conduttività termica divisa per la densità e la capacità termica specifica a pressione costante.
Tempo costante - (Misurato in Secondo) - La costante di tempo è definita come il tempo totale impiegato da un corpo per raggiungere la temperatura finale dalla temperatura iniziale.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Temperatura iniziale del solido: 600 Kelvin --> 600 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Energia termica: 4200 Joule --> 4200 Joule Nessuna conversione richiesta
La zona: 50.3 Metro quadrato --> 50.3 Metro quadrato Nessuna conversione richiesta
Densità del corpo: 15 Chilogrammo per metro cubo --> 15 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Capacità termica specifica: 1.5 Joule per Chilogrammo per K --> 1.5 Joule per Chilogrammo per K Nessuna conversione richiesta
Diffusività termica: 5.58 Metro quadro al secondo --> 5.58 Metro quadro al secondo Nessuna conversione richiesta
Tempo costante: 1937 Secondo --> 1937 Secondo Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5))) --> 600+(4200/(50.3*15*1.5*(pi*5.58*1937)^(0.5)))

Valutare ... ...

T = 600.020139187303

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

600.020139187303 Kelvin --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

600.020139187303 ≈ 600.0201 Kelvin <-- Temperatura in qualsiasi momento T

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Ayush gupta

Scuola universitaria di tecnologia chimica-USCT (GGSIPU), Nuova Delhi

Ayush gupta ha creato questa calcolatrice e altre 300+ altre calcolatrici!

Verificato da Prerana Bakli

Università delle Hawai'i a Mānoa (UH Manoa), Hawaii, Stati Uniti

Prerana Bakli ha verificato questa calcolatrice e altre 1600+ altre calcolatrici!

< 18 Conduzione del calore in stato instabile Calcolatrici

Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = Temperatura iniziale del solido+(Energia termica/(La zona*Densità del corpo*Capacità termica specifica*(pi*Diffusività termica*Tempo costante)^(0.5)))*exp((-Profondità del solido semi infinito^2)/(4*Diffusività termica*Tempo costante))

Tempo impiegato dall'oggetto per il riscaldamento o il raffreddamento con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Tempo costante = ((-Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)/(Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione))*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Temperatura iniziale del corpo con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Temperatura iniziale dell'oggetto = (Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(exp((-Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)))+Temperatura del fluido sfuso

Temperatura del corpo con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = (exp((-Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)))*(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso)+Temperatura del fluido sfuso

Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = Temperatura iniziale del solido+(Energia termica/(La zona*Densità del corpo*Capacità termica specifica*(pi*Diffusività termica*Tempo costante)^(0.5)))

Numero di Fourier dato il coefficiente di scambio termico e la costante di tempo

Partire Numero di Fourier = (Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*Numero Biot)

Numero di Biot dato il coefficiente di scambio termico e la costante di tempo

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*Numero di Fourier)

Numero di Fourier usando il numero di Biot

Partire Numero di Fourier = (-1/(Numero Biot))*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Numero Biot usando il numero di Fourier

Partire Numero Biot = (-1/Numero di Fourier)*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero di Fourier)

Numero di Fourier data la dimensione caratteristica e il numero di Biot

Partire Numero di Fourier = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero Biot)

Contenuto energetico interno iniziale del corpo in riferimento alla temperatura ambiente

Partire Contenuto energetico iniziale = Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*(Temperatura iniziale del solido-Temperatura ambiente)

Costante di tempo del sistema termico

Partire Tempo costante = (Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)/(Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione)

Numero di Fourier usando la conducibilità termica

Partire Numero di Fourier = ((Conduttività termica*Tempo caratteristico)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*(Dimensione caratteristica^2)))

Capacità del sistema termico con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Capacità del sistema termico = Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto

Numero di Fourier

Partire Numero di Fourier = (Diffusività termica*Tempo caratteristico)/(Dimensione caratteristica^2)

Numero di Biot utilizzando il coefficiente di trasferimento di calore

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Spessore della parete)/Conduttività termica

Conducibilità termica dato il numero di Biot

Partire Conduttività termica = (Coefficiente di scambio termico*Spessore della parete)/Numero Biot

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