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.
Уравнение теплового баланса для нагревания воды:
где Q — теплота, получаемая водой, c — удельная теплоемкость, m — масса нагреваемой воды, — изменение температуры. Шесть литров воды, попадающей в систему с двумя нагревателями, получают теплоту Q = W · t, которую за минуту производят два нагревателя мощностью W1 и W2: Масса нагревающейся воды равна тогда уравнение теплового баланса может быть переписано следующим образом:
Имеем:
Ответ: Температура воды, вытекающей из контура равна 80 °C.