Quá trình truyền nhiệt ổn định

Phương pháp đun nóng bằng hơi nước bão hòa có những ưu điểm như nhiệt độ đun nóng đồng đều, thiết bị nhỏ gọn, dễ điều chỉnh nhiệt độ. Tuy nhiên, nhiệt độ đun nóng đạt được thường thấp hơn nhiều so với khoảng 180°C - 280°C. Hơi nước bão hòa thường được dùng để gia nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, ví dụ như nâng nhiệt độ không khí từ 2°C - 90°C. Vì vậy, phương pháp này không phù hợp khi cần nhiệt độ cao như 180°C - 280°C.

Quá trình dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt từ phần tử này sang phần tử khác của vật chất do sự khác biệt về nhiệt độ giữa chúng. Dẫn nhiệt xảy ra chủ yếu trong chất rắn, vì các phân tử ở gần nhau và dao động truyền năng lượng cho nhau dễ dàng. Trong chất lỏng và khí, dẫn nhiệt cũng có thể xảy ra, nhưng hiệu quả hơn khi chất lỏng và khí ở trạng thái đứng yên (không có sự đối lưu) để tránh sự khuấy trộn làm giảm sự truyền nhiệt qua dẫn nhiệt đơn thuần. Do đó, đáp án C là chính xác nhất.

Trở lực truyền nhiệt tổng (1/k) khi truyền nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp bao gồm trở lực của hai lưu thể ở hai phía tường và trở lực dẫn nhiệt của tất cả các lớp tường. Thứ nguyên của trở lực truyền nhiệt là (m².độ)/W, thể hiện diện tích bề mặt trên một đơn vị công suất trên một đơn vị nhiệt độ.

Phương án A sai vì chỉ xét một lớp tường.
Phương án B sai vì thứ nguyên là (m.độ)/W.
Phương án D sai vì chỉ xét một lưu thể.
Phương án E sai vì chỉ xét một lớp tường và thứ nguyên là (m.độ)/W.

Phương án C đúng vì nó bao gồm tổng trở lực truyền nhiệt của hai lưu thể, trở lực dẫn nhiệt của các lớp tường và thứ nguyên (m².độ)/W.

Theo định luật Newton về làm nguội (hoặc định luật Fourier về truyền nhiệt đối lưu), lượng nhiệt dQ do một phân tố bề mặt dF của vật thể rắn cấp cho môi trường xung quanh trong một đơn vị thời gian dt tỷ lệ thuận với hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt vật thể rắn tiếp xúc với môi trường (Ts) và nhiệt độ môi trường (T∞), tức là dQ ∝ (Ts - T∞). Hệ số tỉ lệ ở đây chính là hệ số cấp nhiệt đối lưu h và diện tích bề mặt dF.

Các phương án khác không chính xác vì:
- Hệ số dẫn nhiệt là đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của vật liệu, không trực tiếp quyết định lượng nhiệt trao đổi giữa bề mặt vật và môi trường.
- Hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể không rõ ràng (cần biết cụ thể hai lưu thể nào).
- Hệ số cấp nhiệt độ không phải là một khái niệm chính xác trong truyền nhiệt.

Thiết bị ngưng tụ baromet có đặc điểm là nước ngưng, nước làm nguội và khí không ngưng được dẫn ra chung một đường.

Các lựa chọn khác không đúng vì:
* A: Nước và hơi chuyển động ngược chiều trong thiết bị ngưng tụ baromet.
* B: Thiết bị ngưng tụ baromet trao đổi nhiệt trực tiếp.
* D: Ống baromet cao khoảng 10m là đặc điểm của cấu tạo để tạo áp suất chân không, không phải đặc điểm chính của thiết bị.
* E: Thiết bị ngưng tụ baromet làm việc ở áp suất thấp (áp suất chân không).