1. На візку встановлено іграшкову гармату, яка стріляє в горизонтальному напрямку. Якою є швидкість візка після пострілу, якщо маса візка з гарматою 500 г, маса ядра 10 г, а швидкість ядра 5 м/с?
V - объем ( 1 л = 0.001 м^3 ) p - плотность воды ( 1000 кг / м^3 ) delta (T) - изменение температуры ( 100 - 20 = 80 С ) N - мощность ( 500 Вт ) c - удельная теплоемкость воды ( 4200 Дж / кг * С ) КПД - ( 75 % = 0.75 ) t - время ( ? )
КПД = А ( п ) / А ( з ) А ( п ) = Q = c * m * delta (T) А ( з ) = N * t m = p * V КПД = c * ( p * V ) * delta (T) / N * t t = c * ( p * V ) * delta (T) / N * КПД t = 4200 Дж / кг * С * 1000 кг / м^3 * 0.001 м^3 * 80 С / 500 Вт * 0.75 = 896 секунд ( ~15 минут )
Дано:
m=5,67 кг, S=50 км, υ=90 км/ч, η=22%, N−?
Решение задачи:
Коэффициент полезного действия двигателя η равен отношению полезной работы двигателя к затраченной работе.
η=AпAз(1)
Полезную работу двигателя Aп можно узнать через искомую мощность по следующей формуле:
Aп=Nt
Здесь t – время движения автомобиля (точнее время работы двигателя), которое, очевидно, можно определить по формуле:
t=Sυ
Aп=NSυ(2)
Затраченная работа Aз равна количеству теплоты, выделяющемуся при сгорании бензина, поэтому справедлива формула:
Aз=qm(3)
В этой формуле q – удельная теплота сгорания бензина, равная 46 МДж/кг.
Подставим выражения (2) и (3) в формулу (1):
η=NSυqm
Осталось только выразить мощность двигателя N:
N=ηυqmS
Переведём скорость в м/с, а КПД – в доли единицы:
90км/ч=90⋅10001⋅3600м/с=25м/с
22%=0,22
Произведем вычисления:
N=0,22⋅25⋅46⋅106⋅5,6750⋅103=28690Вт≈29кВт
ответ: 29 кВт.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Источник: https://easyfizika.ru/zadachi/termodinamika/avtomobil-rashoduet-5-67-kg-benzina-na-50-km-puti-opredelit-moshhnost-razvivaemuyu