ответ
31
Объяснение
КПД (коэффициент полезного действия) нагревательной установки находят по формуле:
η=QполQзатр⋅100%, где
Qпол=Qнагр=cmв(tкон−tнач)−полезное количество теплоты,
затраченное на нагревание от tнач=10°С до tкон=89°С вещества (воды, имеющего удельную теплоёмкость c=4200 Дж/(кг·°С)) массой
mв=8311000 г =0,831 кг;
Qзатр=Qгор=qmт — затраченное количество теплоты, выделившееся в результате горения топлива (керосина, имеющего удельную теплоту сгорания q=43 МДж/кг =43000000 Дж/кг) массой
mт=20,7 г =0,0207 кг.
Определим полезное количество теплоты:
Qпол=Qнагр=4200⋅0,831⋅(89−10),
Qпол=Qнагр=275725,8 Дж.
Определим затраченное количество теплоты:
Qзатр=Qгор=43000000⋅0,0207,
Qзатр=Qгор=890100 Дж.
Тогда КПД нагревательной установки с точностью до десятых равен:
η=275725,8890100⋅100 %,
η=31 %.
≅M(He)=44 г/моль= 4*10^{-3}4∗10−3 кг/моль.
T=2727 град. Цельсия= 27+273=30027+273=300 K.
V=?
Запишем формулу энергии молекул:
\begin{gathered}E=\frac{3}{2}k*T;\\\end{gathered}E=23k∗T;
Где k (Постоянная Больцмана) =1,38*10^{-23}1,38∗10−23 Дж*К^-1;
В тоже время энергия равна: \begin{gathered}E=\frac{mV^2}{2};\\\end{gathered}E=2mV2;
Приравняем формулы, получим:
\begin{gathered}\frac{3}{2}k*T=\frac{m*V^2}{2};\\\end{gathered}23k∗T=2m∗V2;
Сокращаем, получаем:
\begin{gathered}m*V^2=3k*T;\\ V=\sqrt{\frac{3k*T}{m}\end{gathered}
Массу найдем из формулы:
\begin{gathered}m=\frac{M}{Na};\\\end{gathered}m=NaM;
Где MM - молярная масса, NaNa - число Авогадро, равное 6,02*10^{23}6,02∗1023 .
Подставим в нашу формулу, получим:
\begin{gathered}V=\sqrt{\frac{3k*T*Na}{M};\\\end{gathered}
Все данные нам известны, осталось посчитать:
V=\sqrt{\frac{3*1,38*10^{-23}*300*6,02*10^{23}}{4*10^{-3}}} =1367,2V=4∗10−33∗1,38∗10−23∗300∗6,02∗1023=1367,2 м/с.
Получаем ответ: V=1367,2=1367V=1367,2=1367 м/с.