Условие задачи
Тонкая полипропиленовая труба с внешним радиусом R1 = 10 мм и толщиной стенок ∆R = 3 мм, заполнена водой. Температура воды 7◦ и температура наружного воздуха -40◦.
Определить время замерзания воды.
Ответ
Для решения задачи нам необходимо определить теплопередачу от воды в трубе к воздуху снаружи, а затем использовать полученное значение для определения времени замерзания воды.
Для начала, нам нужно определить теплопередачу через стенки трубы. Для этого мы можем использовать закон Фурье для теплопроводности:
q = -kA(dT/dr).
где q - тепловой поток через стенки трубы, k - коэффициент теплопроводности материала трубы, A - площадь поверхности трубы, dT/dr - градиент температур в направлении теплового потока.
Мы можем выразить градиент температур в направлении теплового потока как (T1 - T2) / ∆R, где T1...