Question

В яркий солнечный день освещенность поверхности воды в бассейне для выращивания рыбы составляет 4 кВт/м2. Площадь поверхности бассейна равна 100 м2, глубина 1 м. Освещенность не менялась в течение 1 часа. На сколько градусов за это время поднимется температура воды в бассейне, если потери тепловой энергии составляют 50%, а вода в бассейне прогревается равномерно? Плотность воды 1000 кг/м3; удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙К).

Answer 1

Дано:
Освещенность поверхности воды в бассейне - 4 кВт/м2
Площадь поверхности бассейна - 100 м2
Глубина бассейна - 1 м
Время освещения - 1 ч = 3600 с
Потери тепловой энергии - 50%
Плотность воды - 1000 кг/м3
Удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·К)
Решение:
Полная мощность излучения на поверхность бассейна: P = E*S = 4 кВт/м2 * 100 м2 = 400 кВт Энергия, поглощаемая водой за 1 час: Q = Pt(1 - потери) = 400 кВт * 3600 с * (1 - 0.5) = 720 000 кДж Масса воды в бассейне: m = V*ρ = 100 м2 * 1 м * 1000 кг/м3 = 100 000 кг Теплоемкость воды в бассейне: C = m*c = 100 000 кг * 4200 Дж/(кг·К) = 420 000 000 Дж/К Изменение температуры воды: ΔT = Q/C = 720 000 кДж / 420 000 000 Дж/К = 1.7 К
Ответ: за 1 час температура воды в бассейне поднимется на 1,7°C