По трубе круглой формы диаметром 8 см в течение 1 часа течет вода. Вычислите массу воды, протекшую через трубу за это время, если скорость течения 0, 3 м/с. Плотность воды принять равной 1000 кг/м3, а число равным 3. ответ дать в СИ без единицы измерения.

Дано:

d = 300 мм = 0,3 м

Q = 0,136 м³/с

t = 10°C

Re - ?

Число Рейнольдса Re характеризует смену режимов течения от ламинарного к турбулентному.

Re < 1000 - ламинарный режим

1000<Re<2000 - переходный режим

Re>2000 - турбулентный режим

Формула расчете Re:

Re = ρ·v·d / η .

где:

ρ - плотность воды;

v - скорость потока;

d - диаметр трубы;

η - коэффициент динамической вязкости. При температуре 10°С η = 1,307·10⁻³ Па·с

Скорость движения воды:

v = Q/S = 4·Q / (π·d²) = 4·0,136 / (3,14·0,3²) ≈ 1,92 м/с

Имеем:

Re = ρ·v·d / η = 1000·1,92·0,3 / 1,307·10⁻³ ≈ 440 000

440 000 > 2000

Режим - турбулентный.

у нас происходит процесс изобарного нагревания и расширения. при изобарном процессе, в отличие от других, теплота идет и на совершение работы, и на увеличение внутренней энергии газа: q=1.5*p*дельта v (дельта u - изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа)+p*дельта v(работа газа). итоговая формула:

q=2.5*p*дельта v=2.5*n*r*дельта т (в соответствии с уравнением клаперона-менделеева pv=nrt). так как из этих данных мы знаем ни давление, ни конкретное изменение объема, ни изменение температуры, точный ответ дать нельзя. скорее всего, ты не до конца написал(а) условие.

 

 

 

 

 

 

при изобарном расширении, выполняется первое начала термодинамики:  

, где а - совершаемая работа,  δu - изменение внутреней энергии. 

работа газа определяется по формуле:   , где v - "ню"колическтва вещества (моль), r - универсальная газвая постояная (r = 8,31 дж/кг*к),  δт - абсолютная температура.

изменение внутренй энергии газа (в данной случае одноатомного) определяем по формуле:     где v - "ню"колическтва вещества (моль), r - универсальная газвая постояная (r = 8,31 дж/кг*к),  δт - абсолютная температура.

данные две, выше написанные формулы подставляем в формулу первого начала термодинамики (при изобарном расширении):   (1)

запишим уравнение менделеева -клайпирона:   , где р - оказывающее давление (па), v - объём (м³), m - масса вещества (кг), m - малярная масса вещества (кг/моль), t - абсолютная температура (к),  r– универсальная газовая постоянная (r  = 8,31 дж/моль*к). так как процесс изобарный, то давление постоянно

т.е. р = const. тогда  . подставиви данное выражение в формулу (1):  

отсюда выразим объём:   . чтобы объём увеличился в 5 раз:  

или 

ответ: чтобы объём увеличился в 5 раз, ему необходимо передать количество теплоты равное: