Естественные науки

сложный вопрос по физике

У меня со сковородки, где готовится картошка с куриными окорочками, выпал кусок картошки Я попытал ся схватить его руками, но обжегся. Значит его температура была больше 46 градусов Объем куска картошки примерно 2-3 куб см тепловая энергия m*t известна (есть 100 гр весы) Как посчитать за какое время он остынет? Те взять количество энергии, которое он отдает с поверхности в воздух (посмотрел я допустим температуру воздуха на градуснике) У него ж есть ещё излучение в инфракрасном диапозане, и на разных частотах?
Мы же учёные! Будем прикидывать.
Остывать картошка будет в основном за счёт излучения (ещё за счёт жидкости испаряющейся с её поверхности, но тут действительно сложно и очень зависит от степени зажаренности картошки, прикинь сам на глаз) .
Далее по закону Стефана-Больцмана P=5,7*10^(-8)*S*ε*T^4
Картошку принимаем на 80% чёрным телом ε=0,8
Если кусочек выглядит так, как я его себе представляю - его площадь 10-15 см2(берём 12*10^(-4)м2)
Температура изменяется, но лишь на 10%, потому положим её равной среднему между температурой кусочка и конечной температурой (я поставлю 330 К, ты поставь, что тебе нравится)
теплоёмкость картошки пусть будет равна 2 Дж*К/г (больше чем у крахмала, меньше чем у воды)
тогда Р у меня получилось 0,65 Дж/с.
В реальной жизни, воздух вокруг картошки тоже имеет температуру, потому нужно по той же формуле посчитать излучение воздуха на картошку (просто подставив температуру воздуха вместо температуры картошки, и черноту воздуха ε=0,9), отнять одно от другого, и добавить скорость потери тепла за счёт испарения (я упоминал о ней в начале) , разделить тепловую энергию картошки на мощность излучения. И учти, что теплопроводность картошки очень низка, потому можно считать охлаждение только внешнего миллиметра-двух картошки (0,25 г массы, 10 Дж энергии) .
Удачи!
Кирилл Седов
Кирилл Седов
1 963
Лучший ответ
Надо учесть еще высоту падения и скорость движения воздуха во время полета. кроме того, разные материалы полового покрытия имеют разную теплопроводность. Совершенно очевидно что на пробковом полу теплота сохранится дольше, чем на массивном серебренном или медном. Нужно еще замерять толщину масляной пленки, от нее зависит создание турбулентных потоков и критерий Рейнольдса.
З. Ы. Прав Витек насчет сорта. Совершенно очевидно, что красные сорта в инфракрасном диапазоне излучают активнее белых и гораздо активнее ультрафиолетовых.
Подожди минуту, и она остынет. Человеку объект кажется горячим если его температура больше 60 гр. С. А в этом случае он разогрет более чем на120.

На воздухе передача тепла будет невелика, на деревянном столе побольше, а на камне или метале её больше. А чем больше передача тепла тем быстрее предмет остынет.

Тепло обусловлено кинетическим движением частиц вещества, и чем оно быстрее, чем горячее предмет. Чем большему числу частиц будет единовременно передаваться энергия, тем быстрее тело остынет.

Например ты врядли замёрзнешь на воздухе за целый день если его температура будет равна 0, а вот в воде уже через два часа, околеешь, если не быстрее.
MK
Madisha Kl'm
9 145
Просчитать сложно. Проще определить опытным путем и получим время меньше минуты. Картошка остынет на столько что ее можно поднять с пола.
Яна Гизбрехт
Яна Гизбрехт
4 258
трудновато будет это сделать, т. к. картошка - неоднородное тело)) ) К сожалению, наука такова, что еще не посчитали "удельную теплоемкость картошки" =)))) (Хотя, было бы забавно))) .
+ в данном случае имеет место не только температура воздуха, но и влажность воздуха, атмосферное давление, и сорт картошки)))) ) так что думаю задача это вряд ли разрешима)))
Галина Овечкина (Шаламова) Да, влажность и атмосферное давление надо учесть ! :-))))
Aiperi Raimberdieva Вообще-то на теплообмен существенно влияет форма и площадь поверхности картошки.
К счастью, наука такова, что бесполезность расчетов удельной теплоемкости конкретной картошки вполне очевидна - слишком велик разброс. Теплоемкость проще и надежнее определять экспериментальным путем.

А учитывая погрешности определения ряда параметров, гораздо важнее понять, какие из перечисленных Вами факторов и в каких пределах существенны, а какие можно не принимать во внимание.
Поститать - легко, используя закон Ньютона (с учетом закона Фурье) (http://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Ньютона_—_Рихмана). Только вот из этого закона следует, что до температуры окружающей стреды картошка будет остывать бесконечно долго.

По поводу излучения - потери тепла куска картошки будут не только из-за излучения.
OS
Olga Sidorova
1 660
Ненавижу физику, и физичку тоже!!!
Эдуард Панин
Эдуард Панин
1 194
Излучением можно пренебречь. Предположим, что влажность вокруг постоянна, и испарения нет.
Тогда поток тепла определяется поверхностью, разностью температур и удельной теплопроводностью воздуха.
Aiperi Raimberdieva А обоснование, что излучением можно пренебречь? :)
нужно ещё учесть теплотдачю кортошки