ЗАДАНИЕ IX

Перед началом работы необходимо:

владение основными приемами работы в MS Windows;

владение основными приемами работы в Stratum 2000.

Основные сведения

        Моделирование нагревания воды в сосуде. Изначально в сосуде находится вода при заданной температуре. Вода может находиться, как в жидком, так и в твердом состоянии. Нагревание льда описывается по следующей формуле:

Q = m*cl, где
Q - количество теплоты m - масса льда cl - удельная теплоемкость льда - 2400 Дж/кг*к.

        Плавление льда описывается по следующей формуле:

Q = m*l, где
l - удельная теплота плавления 3.35*10⁵ Дж/кг.

        Нагревание воды описывается по следующей формуле:

Q = m*c, где
c - удельная теплоемкость воды - 4190 Дж/кг*к.
Переход воды из жидкого состояния в парообразное, описывается по следующей формуле:

Q=m*r, где
r - удельная теплота парообразования - 2.26*10⁶ Дж/кг

Задание 1

Для моделирования нагревания воды (льда) создадим новый проект. Соберем экспериментальную установку:

Модель сосуда описана следующим видом:

Нагревание льда:
if(T<0)
dT:=Q/(m*cl)
T:=min(T+~dt,0.0)
endif

Эта часть работает если температура меньше 0.

Плавление:
if (ice && (T==0))
dmi:=q/l                 // dmi - изменение массы льда
ice:=max(ice-~dmi,0)    // ice - масса льда
exit()
endif

Эта часть работает если температура равна 0 и масса льда больше 0.

Нагревание воды:
if((T>=0) && (T<100))
dT:=Q/(m*c)
T:=min(T+~dt,100.0)
endif

Эта часть работает если температура между 0 и 100 градусами.

Парообразование:
if(T>=100)
dm:=-Q/r                 // dm - изменение массы воды
M:=max(M+~dm,0.0)
endif

Эта часть работает если температура больше или равна 100 градусам.

Остановка вычислений после выпаривания воды:
Stop(~M==0)

Задайте начальные значения для всех коэффициентов.

Переменная Q - описывает количество подводимого тепла. Количество подводимого тепла можно регулировать с помощью имиджа VSlider.
        Будем визуализировать следующие параметры:

• температура воды;
• масса воды;
• масса льда;
• доля льда в сосуде. (Для этого создайте имидж считающий долю льда)

При моделировании учтите следующие ситуации:

• Вся вода находится в твердом состоянии при температуре меньше 0;
• Часть воды находится в твердом состоянии часть в жидком;
• Вся вода в жидком состоянии при температуре больше 0.

Дополнительное задание

Постройте графики зависимости температуры и массы от времени. Для задания времени создайте новый имидж.