Calcule la velocidad de enfriamiento de una gran cantidad de agua a temperatura ambiente

Pérdida de calor por convección hacia el aire desde la superficie del agua$(A_w)$:

$$q_{w,a} = h_{w,a}A_w(T_{water} - T_{air})$$

Pérdida de calor por convección hacia el aire desde la superficie de plástico.$(A_p)$

$$q_{p,a} = h_{p,a}A_p(T_{plastic} - T_{air})$$

Pérdida de calor por conducción a través del espesor del plástico.$(t_p)$

$$q_{p} = k_{p}A_p\frac{T_{water} - T_{air}}{t_p}$$

Suponga que conoce la temperatura inicial del agua.$T_{0w}$y temperatura del aire$T_{air}$(que de repente cayó a su valor).

Procede por interacciones, calculando la suma de la pérdida de calor cada vez para todos los límites. Luego calculando la nueva temperatura del agua por:

$$q = mc(T_{1w} - T_{0w})$$

Difíciles de encontrar son los coeficientes empíricos de convección y conducción.

Aquí hay otro enfoque.

Imagina que tienes un modelo, como el esbozado por Claudio Saspinski arriba, y lo usas para resolver el tiempo de enfriamiento característico de tu pecera. Sería imprudente suponer que el modelo era perfectamente preciso (debido a la incertidumbre de los coeficientes de transferencia de calor, etc.), por lo que prueba el modelo colocando un termómetro en el tanque, cerrando el calor (pero dejando la circulación). bomba encendida), y registrando la temperatura del tanque una vez por hora. Luego compara los cálculos con el comportamiento real del tanque, para verificar la exactitud de su modelo.

Ahora puede ver que un segundo enfoque es simplemente instrumentar el tanque y recopilar datos reales de él. Esta es una forma segura de obtener las respuestas que necesita porque tiene en cuenta los valores reales de los coeficientes.