1. Каково значение коэффициента теплоотдачи, если коэффициент теплопроводности равен 0,02 Вт/(м·К), число Нуссельта

1. Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу теплоотдачи Ньютона:

\[Q = h \cdot A \cdot \Delta T\]

Где:
\(Q\) - количество теплоты, переданной через стенку
\(h\) - коэффициент теплоотдачи
\(A\) - площадь поверхности стенки
\(\Delta T\) - разность температур между горячей и холодной сторонами стенки

Значение коэффициента теплопроводности и число Нуссельта в этом случае не играют роли.

Для расчета площади поверхности стенки нужно найти ее окружность по диаметру:

\[D = 0,2 \ м = 20 \ см = 0,2 \ м\]
\[A = \pi \cdot D \cdot L = \pi \cdot 0,2 \ м \cdot 1 \ м = 0,2 \cdot \pi \ м^2\]

Подставляем значения в формулу:

\[Q = h \cdot A \cdot \Delta T\]
\[Q = h \cdot 0,2 \cdot \pi \ м^2 \cdot \Delta T\]

Теперь нам не хватает значения количества теплоты \(Q\), чтобы вычислить значение коэффициента теплоотдачи \(h\) напрямую. Возможный вариант - сведем все известные значения в одну формулу:

\[Nu = \frac{h \cdot D}{\alpha}\]

Где:
\(Nu\) - число Нуссельта
\(\alpha\) - коэффициент теплопроводности

Подставляем известные значения:

\[300 = \frac{h \cdot 0,2 \ м}{0,02 \ Вт/(м·К)}\]

Решаем уравнение относительно коэффициента теплоотдачи \(h\):

\[h = \frac{300 \cdot 0,02}{0,2 \cdot 0,2 \cdot \pi} \ м^2 \cdot Вт/К\]

Таким образом, значение коэффициента теплоотдачи \(h\) равно \(9,55 \ м^2 \cdot Вт/К\).

2. В данной задаче нам предстоит использовать формулу для вычисления плотности теплового потока:

\[q = \frac{\Delta T}{R_{th}}\]

Где:
\(q\) - плотность теплового потока
\(\Delta T\) - разность температур между горячей и холодной средой
\(R_{th}\) - тепловое сопротивление стенки

Подставляем известные значения:

\(\Delta T = 20 \ °C - (-12) \ °C = 32 \ °C = 32 \ К\)

\[q = \frac{32 \ К}{0,2 \ (м·К)/Вт} \ Вт/м^2\]

Таким образом, плотность теплового потока \(q\) равна \(160 \ Вт/м^2\).