Подумай, из каких микроскопических событий складывается перенос тепла с нагретой поверхности в окружающий газ; нарисуй схему: что происходит при столкновении молекулы с поверхностью и после него.

Воспользуйся выражением для числа молекул, ударяющихся в единицу времени о единицу площади (дано в условии), и возьми за среднюю кинетическую энергию молекулы значение, соответствующее диатомному газу при данной температуре (оно пропорционально ).

1. Запиши число молекул, попадающих на площадку единичной площади за время из формулы (1).
2. Запиши среднюю энергию прилетающей и улетающей молекулы для температур и (диатомный газ).
3. Умножь число молекул на изменение энергии одной молекулы, чтобы получить поток теплоты от поверхности в воздух и сопоставь его с модельным выражением .
4. Вырази искомый коэффициент теплоотдачи из полученного равенства и при необходимости подставь для значение, вытекающее из уравнения состояния газа, чтобы вычислить численное значение.

Нарисуй баланс потоков: сколько энергии приходит от Солнца и сколько уходит от поверхности в воздух.

Запиши уравнение установившегося баланса для нормально освещённой поверхности: мощность, поглощённая поверхностью , равна потоку тепла в воздух, который описывается (где — из пункта 1.1).

1. Запиши уравнение баланса .
2. Подставь в него найденное выражение для из пункта 1.1 и упрость уравнение.
3. Выразите (разность температур поверхности и воздуха) из полученной зависимости.

Учти, что передняя сторона получает солнечную энергию, обе стороны обмениваются теплом с воздухом, а внутри пластины тепло переносится по закону Фурье.

Запиши систему: суммарный приход расходуется на теплоотдачу с обеих сторон , и поток через пластинку равен тепловому потоку с тыловой стороны .

1. Запиши систему двух уравнений: и .
2. Приведи систему к форме, выражающей разность (например, исключив ).
3. Выразите из полученной системы.

Думай о паре как о молекулах, которые покидают поверхность; поток энергии при испарении равен массе испарившейся воды в единицу времени на единицу площади, умноженной на удельную теплоту испарения.

Оцени массовый поток испарения как разность потока молекул насыщенного пара от поверхности и потока молекул воды, возвращающихся из воздуха (заданные через формулу типа (1) для водяного пара при насыщенном давлении и при давлении в воздухе ). Переведи число молекул в массу через молярную массу и умножь на для получения потока теплоты.

1. Вычисли число молекул насыщенного пара, уходящего от поверхности, по формуле вида (1) с давлением насыщенного пара и температурой .
2. Вычисли число молекул, возвращающихся из воздуха, используя парциальное давление водяного пара ; возьми разность потоков, умножь на массу одной молекулы воды, чтобы получить массовый поток на единицу площади.
3. Умножь на удельную теплоту испарения и выразите искомый поток теплоты как результат.

Учти, что часть энергии, поступающей от солнца, уходит на испарение, остальное — в воздух конвективно; обе составляющие дают баланс в установившемся состоянии.

Запиши баланс: поглощённая мощность равна сумме конвективного потока и потока на испарение (из пункта 3.1).

1. Запиши уравнение баланса , где подставляется из пункта 3.1.
2. Подставь в это уравнение выражение для из пункта 1.1 (если нужно) и упрость.
3. Выразите (разность температур поверхности и воздуха) из полученной системы.