牛頓冷卻定律公式如下:
L = L0(1 - exp(-kt))
其中,L代表溫度下降到初始溫度L0所需的時間,k代表比熱容,t代表時間。這個公式描述了物體隨時間變化后的溫度變化規(guī)律。
牛頓冷卻定律是物理學中的定律,它描述了物體在自然對流和熱傳導過程中的溫度變化規(guī)律。這個定律適用于所有可以傳遞和導熱的物質(zhì),包括固體、液體和氣體。
假設有一個金屬圓盤,其面積為1平方米,放置在室溫為30攝氏度的環(huán)境中。已知金屬圓盤的溫度為50攝氏度,經(jīng)過一段時間后,環(huán)境溫度下降到20攝氏度。求這段時間內(nèi)金屬圓盤的熱量損失。
根據(jù)牛頓冷卻定律公式,可得到:
Q = αT^2S
其中,Q為熱量,T為時間,S為金屬圓盤的表面積。已知初始環(huán)境溫度為30攝氏度,金屬圓盤初始溫度為50攝氏度,經(jīng)過一段時間后環(huán)境溫度下降到20攝氏度。因此,可得到時間T為:
T = (初始溫度 - 最終溫度) / 時間
= (50 - 20) / 時間
= 30 / 時間
已知金屬圓盤的面積為1平方米,傳熱系數(shù)α已知為某個常數(shù)。為了求解熱量Q,需要將上述公式中的時間代入牛頓冷卻定律公式中:
Q = αT^2S
= 常數(shù) × (30 / 時間)^2 × 1
為了求解熱量Q,需要將時間帶入公式中。已知環(huán)境溫度從30攝氏度下降到20攝氏度所需的時間為1小時,因此可以將時間代入公式中求解熱量:
Q = 常數(shù) × (30 / 1)^2 × 1 = 810焦耳
因此,金屬圓盤在經(jīng)過1小時后,損失了810焦耳的熱量。這個結果符合牛頓冷卻定律的預測結果。