Tervehdys!
Olisi pieni ongelma mihin tarvitsen ratkaisua. Eli jos 0,5m pitkän terästangon päähän, jonka pinta-ala on 0,0002262m2 kohdistuu 23W:n lämpöteho ja oletetaan, että kaikki energia kohdistuu tangon toiseen päähän eikä haihdu ympäristöön niin mikä on lämpötila/teho toisessa päässä? Pystyykö tuon laskemaan noilla tiedoilla vai pitääkö alkupään tarkka lämpötila tietää? Silloin alkupään lämpötilaksi voidaan olettaa 800 astetta.
Olisi pieni ongelma mihin tarvitsen ratkaisua. Eli jos 0,5m pitkän terästangon päähän, jonka pinta-ala on 0,0002262m2 kohdistuu 23W:n lämpöteho ja oletetaan, että kaikki energia kohdistuu tangon toiseen päähän eikä haihdu ympäristöön niin mikä on lämpötila/teho toisessa päässä? Pystyykö tuon laskemaan noilla tiedoilla vai pitääkö alkupään tarkka lämpötila tietää? Silloin alkupään lämpötilaksi voidaan olettaa 800 astetta.
Vastaukset 2
Vanhimmat
Teräksen lämmönjohtavuus on 45W/(m x K).Se siis kykenee siirtämään sitä enemmän tehoa, mitä suurempi on lämpötilaero tai leikkaus pinta-ala. Jos lämmität sitä esim. sähkövastuksella, niin se lämpenee niin kauan, että siirtyvä energia nousee 23 wattiin. Jos taas lämmität toista päätä tasaisella lämmöllä, niin siirtyvä lämpö riippuu alku ja loppulämpötilan erotuksesta sekä siitä, mihin loppupään lämpö siirtyy. Esim. ilman lämmönjohtavuus on vain 0.026w/(mxK)
"kaikki energia kohdistuu tangon toiseen päähän eikä haihdu ympäristöön"
Tässä kohden sinulla on ajatusvirhe. Jos energia ei siirry ympäristöön vaan jää tankoon, niin tanko kuumenee. Ja kuumenee. Ja kuumenee edelleen, kunnes sulaa.
Jos koko 23 W lämpöenergia johtuu tangon toiseen päähän (tanko eristetty) ja sieltä edelleen jonnekin muualle, lämpenee kuuma pää n. 1000 astetta kuumemmaksi kuin kylmä pää. En tosin ole varma, kuinka vakiona teräksen lämmönjohtavuus pysyy noissa lämpötiloissa. Myös tangon eristäminen niin ettei wattiakaan karkaa ennen toista päätä tuhannen asteen lämpötilasta on aika haasteellista.
Jos tankoa ei ole eristetty, siitä haihtuu lämpöä ympäristöön koko pituudelta, eniten tietenkin kuumasta päästä. Silloin lämpötilojen laskeminen ei onnistu ihan kynällä ja paperilla.