ZESTAW IV NIEUSTALONE PRZEWODZENIE CIEPŁA 

Zadanie 1  

Stalowa  kula  o    średnicy  5  cm  i  temperaturze  początkowej  T

0

=  450°C  umieszczono  w  ośrodku  

o  temperaturze  T

ot

=  100°C  i  współczynniku  wnikania  ciepła    α=  10  W  /m

2

K.  Oblicz  czas  po  jakim 

temperatura kuli osiągnie wartość 150 °C. .  

Właściwości fizyczne kuli: c= 0,46 kJ/kgK, λ= 35 W/mK, ρ= 7800 kg/m

3

 

Zadanie 2  

Temperaturę  przepływającego    gazu    zmierzono    termoelementem,    którego    złącze    można  
przedstawić  w  przybliżeniu    jako    kulę  o    średnicy    1  mm.    Właściwości    fizyczne    złącza    są 
następujące:  c =  320  J/kgK, λ =  35  W/mK,  ρ =  8500  kg/m

3

.  Współczynnik  wnikania  ciepła  

pomiędzy  złączem  i  gazem  wynosi  α =  210 W/m

2

K.  Oblicz  ile  czasu  upłynie  zanim  termopara  

wskaże  99 %  początkowej  wartości  różnicy  temperatury pomiędzy złączem, a opływającym gazem. 

Zadanie 3 

Studenci kończą zajęcia o 18.45. Droga na Miasteczko Studenckie trwa 15min, uwzględniając wizytę 
w sklepie w celu kupienia sześciopaku piwa Lech. Niestety lodówka w sklepie była pusta i spragnieni 
studenci kupili ciepłe piwo. Po jakim czasie chłodzenia w 1) zamrażarce 2) w lodówce, piwo będzie 
zdatne do spożycia? 

Założenia:  piwo  powinno  mieć  temperaturę  ~7°C  do  degustacji,  a  ~3°C  do  szybkiego  ugaszenia 
pragnienia  (proszę  wybrać  wg  własnych  preferencji).  Temperatura  początkowa  piwa  to  23°C, 
temperatura  w  lodówce  5°C,  w  zamrażalniku  -18°C.  Współczynnik  wnikania  ciepła  w  lodówce  
α

l 

=  8W/m

2

K,  w  zamrażalniku  α

z

  =  10W/m

2

K.  Typowa  puszka  piwa  ma  wymiary  D=65mm, 

H=166mm. Własności fizyczne piwa: ρ=996,64 kg/m

3

, c

p

=4182,71 J/kgK. 

Zadanie 4  

O    godzinie    17:00    w    pomieszczeniu    o    temperaturze    T

ot

  =    20°C    znaleziono    martwego  

mężczyznę,    którego  temperatura    ciała    wynosiła    T

c

  =    25    °C.    Współczynnik    wnikania    ciepła  

pomiędzy    ciałem,    a    otoczeniem  oszacowano  na  poziomie  α=  8  W/m

2

K.  Przybliżając  kształt 

ludzkiego ciała walcem o średnicy 30 cm i długości 170 cm, oszacuj o której godzinie nastąpił zgon. 

Zadanie 5. 

Początkowo, 1000 W żelazko, którego płyta grzewcza wykonana jest ze stopu aluminium o grubości 
0,5 cm (ρ= 2770  kg/m3,  cp =  875  J/kgK,  a  =  7.3· 10-5 m2/s)   powierzchni  0.03  m2 znajduje  się 
w  równowadze termodynamicznej  z  otaczającym  powietrzem  o  temperaturze  22°C.  Przyjmując,  
że    współczynnik    wnikania  ciepła    wynosi    12    W/m2K    oraz    zakładając,    że    85%    ciepła  
generowanego  przez  opór  przewodu  elektrycznego dociera do powierzchni grzejnej żelazka, oblicz 
ile czasu upłynie zanim osiągnie ona temperaturę140 °C.