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熱量の計算について
noname#252332の回答
おまけ。 では一瞬で22.8kgの蒸気を流すせば、水は一瞬で90℃になるのか、というところでまたひっかかりそうですが、蒸気の流量はおそらく熱交換器の現実の効率に影響するでしょう。 蒸気の配管を水の中に通すような熱交換器なら、蒸気をゆっくり流せば蒸気の出口で水に近い温度になった元蒸気の水が出て来るでしょう。熱交換そのものの効率は100%に近いです。一方で、同じ装置に多量の蒸気を流せば、熱交換器内で熱の交換が終わらず、ある割合の蒸気は出口でまだ蒸気のままかもしれない。これは熱を捨てることになり効率が下がり、必要な蒸気の量は増えます。これに対抗するには水の中を通過する蒸気配管の長さをもっと長くするのでしょう。この必要な程度は、熱交換の配管の熱伝達率によります。 水の容器そのものの放熱もロスになります。実際問題として、実験で求めることになると思いますよ。 直接加熱と言う設問の文言に引っかかっているのですが、水の中に蒸気を直接噴射するという意味だったのかもしれません。その場合、水の容器を非常に深くして、底から蒸気を噴射して、蒸気の泡は水中ですべて水になって消え、水面上に出てこない、また容器は魔法瓶以上に完全に断熱されている、となれば、熱交換の効率100%ということになります。そうなればさっき計算した【正しい方の】蒸気量で加熱できそうです。
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