Los datos dados no son suficientes para proporcionar un cálculo preciso. De todos modos, déjame calcular el tiempo requerido para congelar X cantidad de agua.
- Cómo aumentar la velocidad máxima de un Royal Enfield Himalayan a 160 km / h para que pueda navegar entre 120 y 140 km / h
- ¿Cuáles son algunos capítulos de la Física 11 a 12 que implican menos trignometría y cálculo?
- ¿De qué está hecha la luz?
- ¿Qué tan rápido tendrías que viajar alrededor del mundo para estar constantemente al mismo tiempo?
- ¿Crees que la teletransportación cuántica conducirá a una teletransportación real? ¿Por qué o por qué no?
Bien, tomemos algunas suposiciones;
Se dice que el tamaño típico para una pista de placer al aire libre es de 100 x 60 pies.
El espesor del hielo al aire libre debe ser de 1.5 ~ 3 pulgadas, tomo 3 pulgadas.
El volumen total de hielo sería,
V = 100 pies x 60 pies x 0.25 pies = 1,500 pies ^ 3 = 42.474 m ^ 3
Busquemos la masa de agua para esta capa de hielo aplicando la ecuación simple,
rho = m / V, m = rho × V
La densidad del agua del jardín, rho ~ 1000 kg / m ^ 3
La masa de agua en la pista de patinaje, m = 42474 kg.
Digamos que la temperatura ambiente es de 30 ° C, la cantidad de energía térmica liberada por el agua,
q = mx cp × (T2 – T1)
La capacidad calorífica específica del agua, cp = 4.18 kJ / kg.K
cp = 4180 J / kg. ° C
q = 5.3 × 10 ^ 9 julios
Digamos que usa dos compresores de 75 caballos de fuerza para congelar el agua.
P = 2 x 75 hp = 1.1 x 10 ^ 5 vatios
1 vatio es equivalente a 1 Joule por segundo.
Entonces, el tiempo requerido para congelar el agua,
t = q / P = 4.8 x 10 ^ 4 segundos = 13.33 horas
Ahí tienes! Conecte los valores de sus propias dimensiones de pista de hielo y potencia de refrigerador, en las ecuaciones anteriores.
Si utiliza el mismo tamaño de una pista de patinaje con un compresor pequeño, tomará más tiempo congelar el agua. La temperatura ambiente es el factor principal que también afecta el tiempo de congelación. Bien, ¿y si no usas compresores?
¡Aqui tienes! Si el agua ambiental enfría naturalmente el agua,
Ley de enfriamiento de Newton
Hagamos un cálculo aproximado …
T (t) = Ta + (To – Ta) e ^ -kt
A = temperatura inicial
Ta = temperatura ambiente
T (t) = la temperatura cae con la función del tiempo
t = el tiempo de enfriamiento
k = constante
En primer lugar, necesitaría medir la disminución de la temperatura con la función del tiempo.
Por ejemplo, el agua se enfría de 30 ° C a 25 ° C en X minutos. Digamos que la temperatura ambiente es de 0 ° C.
Hasta = 30 ° C
Ta = 0 ° C
T (t) = 25 ° C
t = X minutos
Obtendrás el valor de k. Entonces, si T (t) = 0 ° C, el tiempo real necesario para congelar el agua, t =?
Hasta = 30 ° C
Ta = 0 ° C
T (t) = 0 ° C
k = valor conocido
t =?
Todavía no existe una fórmula perfecta para estimar la velocidad de enfriamiento. En la práctica, depende de muchos factores. De todos modos, esto te daría un cálculo aproximado.
