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“国家直属粮食仓库”储备的粮食具有“数量真实、质量良好、储备安全、常储常新”的特点.重庆市某国家粮库的(长方体)“高大平房仓”每个仓装粮线下(长、宽、高)尺寸为60m×30m×

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“国家直属粮食仓库”储备的粮食具有“数量真实、质量良好、储备安全、常储常新”的特点.重庆市某国家粮库的(长方体)“高大平房仓”每个仓装粮线下(长、宽、高)尺寸为60m×30m×6m,用大型谷物冷却机来使粮仓内的温度保持恒定.当仓内温度在要求范围内时,只用送风机使仓内、外保持空气流通;当仓内温度过低时,由送风机向仓内送人辅助电加热产生的热风;当仓内温度过高时,不但要保持仓内、外的空气流通,还要启动压缩机制冷,由冷凝风机向仓内送人冷风.如图是该粮库使用的谷物冷却机的铭牌.
(1)若仓内装满平均密度为795kg/m3的小麦,则小麦对仓底的压强是多大?
(2)谷物冷却机正常工作时的最大耗电功率是多少千瓦?
(3)某一天,由于气候变化使气温增至30℃,管理员开启冷却机为仓内降温.设仓内被吸入冷却机的空气温度为30℃,冷凝风机向仓内排放的冷气温度为5℃,空气密度为1.29kg/m3,空气的比热容为1×103J/(kg•℃),冷却机工作15分钟能从仓内空气中吸收多少热量排到仓外?
▼优质解答
答案和解析
(1)仓内粮食的体积:
V=60m×30m×6m=10800m3
G=ρVg=795kg/m3×10800m3×10N/kg=8.586×107N,
对仓底的压力:
F=G=8.586×107N,
仓底的底面积:
S=30m×6m=180m2
对仓底的压强:
p=
F
S
=
8.586×107J
180m2
=4.77×105Pa;
(2)谷物冷却机正常工作时的最大耗电功率:
P=18.5kW+29.8kW+6×0.68kW=52.38kW;
(3)15min吸入空气的体积:
V=6×10000m3/h×
15
60
h=15000m3
m=ρV=1.29kg/m3×15000m3=19350kg,
Q=Q=cm△t=1×103J/(kg•℃)×19350kg×(30℃-5℃)≈4.8×108J.
答:(1)小麦对仓底的压强是4.77×105Pa;
(2)谷物冷却机正常工作时的最大耗电功率是52.38kW;
(3)冷却机工作15分钟能从仓内空气中吸收4.8×108J的热量排到仓外.