ответ: за 98 секунд
Объяснение:
Запишем «Дано»:
N = 1,5 кВт = 1500 Вт
Vв = 500 л =>
=> mв = 500 кг
h = 30 м
Чтобы поднять 500 кг воды на высоту 30 м, насос должен совершить работу, которую можно вычислить по формуле
А = F*S = m*g*S, где
F — сила, которую нужно приложить для поднятия воды, m — масса воды, g — ускорение свободного падения, S — перемещение воды (в данном случае оно равно высоте поднятия воды h).
!Вообще формула работы записывается как А = FS*cos a, где а — угол между направлениями F и S. Если эту формулу ещё не проходили, нужно сразу использовать формулу без cos a. Если проходили, нужно уточнить, что в данном случае F сонаправлено с S, a = 0°, cos a = 1, а значит, формула записывается как А = FS*1 = FS !
Работа, совершённая насосом, рассчитывается по формуле
А = N*t, где
N — мощность насоса,
t — время его работы.
Следовательно,
А = А
mgS = Nt, или
mgh = Nt
Выразим отсюда время:
t = 
Подставим значения:
t = 
= 98 (с)
V1 - объем холодной (массы m1 и температуры t1)
V2 - объем горячей (массы m2 и температуры t2)
ro - плотность воды, с - теплоемкоть, t - конечная температура
V - конечный объем
m1*c*(t-t1)=m2*c*(t2-t) - уравнение теплового
V1*ro*c*(t-t1)=V2*ro*c*(t2-t)
V1*(t-t1)=V2*(t2-t)
V1*(t-t1)-V2*(t2-t)=0
V1*(t-t1)/(t2-t)-V2=0
V1+V2=V
(сложим 2 последние уравнения)
V1*(t-t1)/(t2-t)+V1-V2+V2=V
V1*(t-t1)/(t2-t)+V1 =V
V1*(t-t1+t2-t)/(t2-t)=V
V1*(t2-t1)/(t2-t)=V
V1=V*(t2-t)/(t2-t1)=200*(60-40)/(60-10) л = 80 л (холодной воды)
V2=V-V1=200-80 л = 120 л (горячей воды)