一个关于加热的物理问题本人要做一个烘房,有30个火炉,1千瓦的,房子长1米,宽2.1米,7米,家里是三箱电,请问下加热到100度要多长时间?1小时能加热到多少度,如果能答出25个和20个炉子时的答案+30

Question

一个关于加热的物理问题
本人要做一个烘房,有30个火炉,1千瓦的,房子长1米,宽2.1米,7米,家里是三箱电,请问下加热到100度要多长时间?1小时能加热到多少度,如果能答出25个和20个炉子时的答案+30

Answer 1

有很多因素啊,比方说烘房内初始温度,空气湿度,气压等等,还有加热过程中热量的散失.如果不考虑热量的散失,炉子产生的热量能够完全被空气吸收,并且其他外部状况为标准状态,空气起始温度为25摄氏度,那么：1千瓦的炉子一小时产生热量就是Q=UIT=1000*3600=
3600000焦耳（3.6*10^6J）,30台炉子一小时就是3600000*30=108000000J.烘房的体积是1*2.1*1.7=3.57立方米,空气的密度在初始条件下约为1.29千克/立方米（随着温度升高,空气密度会减小,这里假设烘房密闭,因此质量不变）,所以烘房内空气质量为4.6053千克,这些空气若要升高到100摄氏度,所需热量为
Q=cmt,但空气的比热也会随着温度的变化而变化,但都在1000焦耳/千克*摄氏度左右,这里我们取1.01*10^3焦耳/千克*摄氏度,所以Q=1.01*10^3 * 4.6053 * (100-25)=348851.475焦耳.假设时间为X小时,那么,108000000*X=348851.475,所以X就等于0.0032小时,约为11.63秒.这里忽略了很多因素,例如炉子预热还需要一段时间,计算都是出于理想条件下的.
25个炉子,时间约为14秒,20台约为17.5秒.实际时间肯定比这个长.
随着温度升高,空气的比热越来越大,一小时能加热到什么温度,就比较麻烦了,前面也存在这个问题,但我就不考虑了,否则没法算了,你知道大概是个什么程度就行了.