В нагревательный контур, изображённый на рисунке, подают воду с помощью насоса производительностью J = 6 л/мин. Вода циркулирует по контуру так, как показано на рисунке. Температура подаваемой воды равняется T0 = 30°C. Мощности нагревателей равны W1 = 12 кВт и W2 = 9 кВт, соответственно. Определите температуру воды, вытекающей из контура. Теплопотерями пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равняется C = 4200 Дж/кг · °С.
За минуту нагревательный контур проходит шесть литров воды. Вода подаётся в контур при температуре T0, а вытекает из контура при неизвестной температуре T. В контуре за ту же минуту выделяется суммарно (W1 + W2) · 60 c тепла. Мы можем записать уравнение теплового баланса для нагревателя. Заметим, что уравнение теплового баланса — это просто закон сохранения энергии, и он выполняется вне зависимости от того, как именнто вода циркулирует по контуру.
Имеем:
Учитывая начальную температуру получаем ответ.
Ответ: Температура воды, вытекающей из контура, равняется 80 °C.