ответ: 12%
Объяснение:
КПД можно вычислить по формуле
η = А(полезн) / А(затрач), где
А(полезн) — полезная работа, та, которая была нужна, чтобы поднять 400 т земли на высоту 1,6 м
А(затрач) — затраченная работа, та, которую совершил мотор экскаватора.
А(полезн) = F*S = mgS, где
F — сила, которую нужно приложить для поднятия земли, m — масса земли, g — ускорение свободного падения, S — высота, на которую поднимали землю (то есть перемещение земли).
[вообще-то формула записывается как А = F*S*cos a, где а — угол между направлениями F и S. Если эту формулу ещё не проходили (зависит от класса, тему «Работа» изучают в разных классах), нужно сразу написать формулу, записанную выше (без cos а). Если эту формулу проходили, следует отметить, что F сонаправленно с S, a = 0°, а значит, cos a = 1, и A=FS*1 = FS]
А(затрач) = N*t, где
N — мощность сотора экскаватора, t — время работы.
Переведём величины в СИ:
m = 400 т = 4*
кг (или = 400 000 кг, если кому-то так удобнее).
g = 9,8 Н/кг
S = 1,6 м
N = 14,7 кВт = 14,7*
Вт (или = 14700 Вт).
t = 1 ч = 3600 с
Подставим эти значения в формулы:
А(полезн) = 4* кг * 9,8 Н/кг * 1,6 м = 63,72 * Дж
А(затрач) = 14,7* Вт * 3600 с = 529,2*Дж
η = 
≈ 0,12 = 12%
Q1 = c·m1·(t2 - t1) = 4200·m1·(60-10) = (210 000 ·m1 )Дж = (0,210·m1) МДж (здесь 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды.
Количество теплоты при сгорании каменного угля:
Q2 = q·m2 = 30·10⁶ ·40 = 1200 MДж
КПД = Q1·100% / Q2
КПД = 0,210·m1*100 / 1200
Отсюда:
40=0,210·m1*100 / 1200
m1 ≈ 2 900 кг или 2,9 тонн
Задача 2
При сгорании березовых дров выделилось
Q1 = 0,600 · 8,3·10⁶ = 4,98 МДж
На нагревание воды пошло
Q2 = 0,25·4,98 ≈ 1,25 МДж
Количество теплоты на нагревание воды:
Q3 = 4200·m3·(100-10) ≈ 0,38·m3 Мдж
Но Q2=Q3. тогда:
m3 = 1,25 / 0,38 ≈ 3,3 кг воды