Ustav fyziky
Ustav fyziky
ID
heslo
flag
Ustav fyziky
Příklady do laboratorního cvičení pro 1. ročník navazujícího magisterského studia, 5. ročník studia, Aplikovaná fyzika S

1) Jeden konec měděné tyče dlouhé 1,4 m, příčného průřezu 2 cm2 a tepelně izolované od okolí udržujeme na teplotě 100 oC a druhý v ledové lázni o teplotě 0 oC. Vypočtěte:

a) Tepelný tok v tyči
b) Hustotu tepelného toku v tyči
c) Kolik ledu v lázni roztaje za 1 min.

2) Betonová stěna skladu má výšku 2,6 m, šířku 3,6 m a tloušťku 16 cm. Vnitřní povrch stěny má teplotu 13,5 oC a vnější -8,5 oC. Tepelná vodivost použitého betonu je 1,57 Wm-1K-1. Vypočítejte:

a) Gradient teploty ve stěně
b) Tepelný tok stěnou
c) Hustotu tepelného toku ve stěně
d) Kolik tepla unikne stěnou za 24 hodin
e) O kolik procent by se snížily tepelné ztráty, pokud bychom na stěnu přidali 2 cm vrstvu pěnového polystyrenu (součinitel tepelné vodivosti polystyrenu 0,045 Wm-1K-1.

3) Cihlová stěna rozměrů 4 m x 2,8 m o tloušťce 45 cm se má nahradit betonovou stěnou tloušťky 18 cm a vrstvou pěnového polystyrenu. Součinitel tepelné vodivosti betonu je 1,57 Wm-1K-1, cihel 0,6 Wm-1K-1, pěnového polystyrenu 0,045 Wm-1K-1.Vnější povrch stěny má teplotu -12 oC, vnitřní +18 oC. Vypočtěte:

a) Potřebnou tloušťku vrstvy pěnového polystyrenu
b) Teplotu na rozhraní betonu a polystyrenu
c) Kolik tepla unikne stěnou do okolí za 8 hodin.

4) Určete hodnotu součinitele tepelné vodivosti materiálu stěny tlusté 80 mm, je-li mezi jejími protilehlými povrchy teplotní rozdíl 30 K a činí-li hustota tepelného toku 160 Wm-2.

5) Střešní okna tovární haly jsou vyplněna křemelinovými deskami o tloušťce 5cm a souč. tepelné vodivosti 0,15 Wm-1K-1. Na střechu napadlo 10cm sněhu (souč. tep. vodivosti 0,1 Wm-1K-1). Teplota vnitřního povrchu střechy je 17 oC, teplota vnějšího vzduchu je -18 oC. Určete ztrátu tepla čtverečním metrem střechy za hodinu. Součinitel přestupu tepla na vnější straně střechy je 15 Wm-1K-1.

6) Stěna rozměrů 4,8 m x 2,8 m je vystavěna z dutých cihel tloušťky 40 cm a oboustranně omítnuta. Vnější omítka z nastavované malty má tloušťku 2cm a tepelnou vodivost 0,87 Wm-1K-1, vnitřní omítka z vápenné malty má tloušťku 1,5 cm a souč. tepelné vodivosti 0,7 Wm-1K-1. Souč. tep. vodivosti použitých cihel je 0,5 Wm-1K-1. Souč. tep. přestupnosti na vnitřní straně stěny je 8,2 Wm-1K-1, na vnější 23,3 Wm-1K-1. Teplota vnitřního vzduchu je 24 oC, vnějšího -13 oC. Vypočtěte:

a) Teploty vnějšího a vnitřního povrchu stěny
b) Teploty na rozhraní cihel a omítky
c) Hustotu tepelného toku stěnou
d) Plošný tepelný odpor stěny.

7) Chladírna má půdorysnou plochu 20 m x 14 m a výšku 4 m. Cihelné zdivo tloušťky 45 cm je obloženo deskami Wellit 10cm silnými. Teplota vzduchu uvnitř chladírny je -30 oC, vně chladírny +18 oC. Souč. tep. přestupnosti uvnitř chladírny je 7,5 Wm-1K-1, vně chladírny 23 Wm-1K-1. Souč. tep. vodivosti cihelného zdiva je 0,88 Wm-1K-1, Wellitu 0,053 Wm-1K-1. Vypočtěte:

a) Kolik tepla vnikne z vnějšího prostředí do chladírny jejími stěnami za 10 hodin.
b) Jaká je teplota na rozhraní Wellitu a cihel, jsou-li Wellitové desky uloženy na vnitřní straně stěn.

8) Rozhodněte na základě výpočtu, zda se na vnitřním povrchu neomítnuté cihlové stěny bude srážet vlhkost, je-li teplota vnitřního vzduchu 15 oC a jeho relativní vlhkost 75 % a je-li teplota vnějšího vzduchu -5 oC. Souč. tep. vodivosti cihelného zdiva je 0,63 Wm-1K-1, souč. tep. přestupnosti na vnější straně 23 Wm-1K-1, na vnitřní 8 Wm-1K-1, tloušťka stěny je 30cm. Při které teplotě vnějšího vzduchu začne docházet ke kondenzaci?

9) Vzduch o teplotě 25 oC má relativní vlhkost 40%. Určete:

a) Parciální hustotu vodní páry obsažené ve vzduchu
b) Parciální tlak vodní páry obsažené ve vzduchu
c) Teplotu rosného bodu.

10) Kolik kilogramů vody je nutno odpařit v místnosti 16 m dlouhé, 7 m široké a 3,6 m vysoké, aby se při stálé teplotě 22,5 oC zvýšila relativní vlhkost vzduchu z 30% na 65%?

11) V hale tabákové továrny je nutno udržovat klimatizačním zařízením konstantní relatvní vlhkost 65% při teplotě 18 oC. Vypočítejte, kolik kilogramů vody je nutné dodat každému krychlovému metru vzduchu, který je z vnějšku přiváděn do klimatizačního zařízení a má teplotu 10 oC a relativní vlhkost 70%.

12) Vypočítejte, jakou nejvyšší relativní vlhkost smí mít vzduch v místnosti se skleněnou jednoduchou stěnou tloušťky 10 mm, aby se při teplotě vnitřního vzduchu -5 oC právě ještě nesrážela voda na vnitřním povrchu skla. Souč. tep. vodivosti skla je 0,72 Wm-1K-1, souč. tep. přestupnosti na vnější straně 23 Wm-1K-1, a na vnitřní 8,3 Wm-1K-1.