Катерина Шиповских
декабрь 2015.
1326

Что выгоднее: чайник закипает на большом огне быстро или чайник закипает медленно, но на маленьком огне? (Речь о газовой плите и чайнике с объемом воды 2 л).

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
2 ответа
Поделиться

Если говорить об электрическом чайнике, то более мощный экономит энергию, как ни удивительно. За счет того, что при длительном нагреве, за большее время чайник будет отдавать большее количество тепла в воздух.

В случае газового тоже должна быть такая зависимость, но с другой стороны, огонь отдает часть тепла в воздух, и для более сильного пламени эта часть будет больше. Поэтому где-то посередине будет оптимальный вариант, но где точно нужно выяснять экспериментально.

3

Мне кажется, что если огонь виден, когда смотришь сверху, то эффективность будет не очень высока, а если смотреть сверху и огонь будет прятаться под чайником, то эффективность будет довольная высокая. Конечно, тут еще много зависит от формы чайника, ведь он может иметь форму бочонка, цилиндра, либо обрезанного конуса.

0
Ответить
Прокомментировать

Не имеет значения. Работа на нагрев и энергия будет потрачена одна и та же. Разница будет только во времени закипания. Допустим вы нагреете за секунду плазмой, либо на костре за полчаса. Энергии потратите одинаково.

-2

Хм. Не смог удержаться. Не часто встретишь (даже в интернете) инженера , который забыл, что такое КПД и то , что оно может зависеть от режима/характера протекания процесса. Кроме того , во время нагрева у нас не только от источника тепла нагревается вода с посудой ( с разным КПД при разных режимах), так еще одновременно тепло от нашей воды отдается назад ,в атмосферу, в воздух. И количество этого отданного назад тепла тоже будет зависеть от времени нагрева.

0
Ответить

Количество отданного тепла строго равно количеству поданного тепла минус потери.

-1
Ответить

Да в общем, не вводите в заблуждение. Закон сохранения энергии.

-1
Ответить
Ещё 14 комментариев

Тоесть повашемо, все тепло , которое выделяется при сгорании газа в горелке либо прохождении тока в спирали идет на нагрев воды ? По вашему , потери во всех режимах одинаковы ? Закон сохранения энергии не отменяет КПД, который может изменяться в широком диапазоне в зависимости от условий. И не отменяет процесса отдачи тепла водой одновременно с нагревом. Что и обуславливает разную эффективность , а значит - и выгодность процесса. Закон сохранения энергии не обязывает всю отданную энергию переходить исключительно в тепловую энергию воды. Пропасть то она не пропадет , но вода получит хорошо если половину отданной энергии.

+1
Ответить

В данной задаче КПД не варьируется. Чайник на плите. Варьируется время и температура. КПД очевидно то же.

0
Ответить

Очевидно - это очень крутой способ доказательства. Наверное ,по вашему, и в двигателе внутреннего сгорания, на любых оборотах "очевидно", КПД будет одинаковым? как и вообще любой тепловой машины ? А у винта корабля либо самолета (не реактивного) тоже КПД не варьируется и на любых оборотах будет одинаковым ? И у любого из видов электродвигателей, "очевидно" КПД не зависит от оборотов?

0
Ответить

Вы подменяете исходные данные. Там всего лишь чайник на плите.

0
Ответить

а почему у чайника на плите "очевидно" КПД при любом расходе газа будет один и тот же и никак не изменится , а у двигателя внутреннего сгорания на разных оборотах уже будет разный КПД ?

0
Ответить

Это степень разумности определений. Хотите опуститься на уровень квантовой физики?

0
Ответить

там квантовая физика вообще не причем. Без квантовой физики в зависимости от интенсивности огня на горелки с чайником КПД будет изменятся в разы, не смотря на вашу очевидность его постоянства. КПД ДВС тоже изменяется по вполне нетрудно выводимой и явной закономерности, и даже инженеров-механников на вполне обрезаном и покоцаном курсе теплотехники этой закономерности ( и ее нетрудному выводу) учат. К сожалению , этот КПД горелки не знает , что ему нельзя изменяться, потому что это "очевидно". Почему-то тем инженерам , которым хоть как нибудь рассказывали/краем уха слышали о тепло-масообмене в т.ч. и о конвективном теплообмене, частный случай которого наша горелка на газу, вполне очевидно обратное.

0
Ответить

Я просто оставлю это здесь wikipedia.org

0
Ответить

Прекрасно. Начнем с того , что Тепловая машина превращает тепло в механическую работу. А вопрос о горелке. Какую механическую работу выполняет горелка ? так что поищите , что пишут школьникам о том , как рассчитать эффективность передачи тепла от 1 тела ( источника , пламени) к другому ( к воде). Продолжим тем , что в предложенной вами же формуле теплового КПД (замечу, не общего КПД а только теплового , термодинамического) тепловой машины зависит от количества подведенного к ней тепла и отведенного от нее. Неужели вы считаете что при любой интенсивности горения пламени горелки все эти параметры будут одинаковыми ? не изменится разве что разность ( а не отношение) между полученным от горелки и отданным теплом (которая будет равна тому количеству теплоты ,которое нужно чтоб нагреть воду до 100 градусов). Но , в общем , мне даже интересно, где учат инженеров формулой для тепловой машины считать эффективность нагревания воды на конфорке.

0
Ответить

"Но , в общем , мне даже интересно, где учат инженеров формулой для тепловой машины считать эффективность нагревания воды на конфорке" В этом и есть ваша ошибка. Начнем с того что такое КПД. Это функция передачи. Вход -- КПД -- выход. Все. Я дам вам подсказку в вашу сторону. Температура горения одинакова, что у "медленного огня", что у более открытой конфорки. Но кпд постоянен в любом случае. И не надо подменять исходные данные.

0
Ответить

Вот , наконец-то , правильные мысли. Единственное , что понятие КПД будет несколько шире , но это уже не существенные мелочи. Хоть "базовая" формула КПД достаточно универсальна , конечная формула различна для разных процессов , и приведенная вами формула на странице википедии - это частный случай для тепловых машин , по ней не расчитать КПД механизма либо конфорки. Нужно из базовой (еще в школе изучаемой) формулы выводить другую.

Да и в нашей системы из конфорки и чайника не температура а количество теплоты выделенное при сгорании газа за время нагрева воды, которое меняется в зависимости от положения вентиля , хоть и температура может и не меняться. На выходе - количество теплоты , поглощенное водой в чайнике ( за вычетом той теплоты, которое вода в чайнике отдаст назад в воздух). Эта величина, да , не изменится от положения вентиля и зависит только от теплоемкости воды и от разницы температуры кипения и начала нагрева. Но поскольку в зависимости от пламени разная процентная доля тепла пламени будет поглощаться водой , а так же разное количество тепла вода опять отдаст в воздух, будет разная затраченная энергия. А полезная энергия во всех случаях одинакова. Раз знаменатели дроби будут разными при одинаковом числителе, то и КПД будут разными.

0
Ответить

"А полезная энергия во всех случаях одинакова" - ч.т.д.

0
Ответить

Но вот незадача. Количество газа ,которое мы потратим , определяется не только этим количеством полезной энергии , необходимой на нагрев воды. И вот оно уже будет тоже очень разным, в зависимости от того , на каком газу мы ту воду нагреваем. не смотря на то что воде нужно одно и то же конкретное количество тепла.

0
Ответить

Ну так мы исходим из условия, что температура горения газа постоянна и не зависит от вентиля. Я вам еще подскажу: греть на открытой комфорке действительно может быть более затратно чем на умеренной. Вот степень этой умеренности я бы от вас хотел увидеть в виде математическо формулы. Но, КПД тут точно не при чем ибо это функция системы.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить