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=34°С вещества (воды, имеющего удельную теплоёмкость c=4200 Дж/(кг·°С)) массой
mв=8311000 г =543 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:
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Мне так представляется, что ускорение мела (замедление, если угодно, отрицательное ускорение) в данной задаче постоянно.
Почему так? Сила трения Fтр = N * mu = m * g * mu Ускорение (как учил старина Ньютон) а = F / m. В направлении движения, на мел действует единственная сила - трения, других я из условия не усматриваю.
Следовательно, ускорение а = m * g * mu / m = g * mu = 10 * 0,3 = 3 м/с2
Обычное тело в таких условиях ехало бы путь Х = v^2 / (2a) = 121 / 6 = 20,1666 м, но эх, какая незадача - мел истирается. Ок, так сколько же метров сможет вообще проехать мел до полной аннигиляции при условии заданных цифр?
х = 8 г / 0,5 г/м = 16 м. Жаль, недолог его путь. Но зато мы уже более близки к ответу.
Чисто технически мне проще сначала найти скорость u мела в момент его исчезновения. х = ( v^2 - u^2 ) / (2a) 16 = (121 - u^2) / 6 u^2 = 25 u = 5 м/с - при этой скорости от мела, как от чеширского кота, остаётся лишь наглая глумливая ухмылка, и больше ничего.
Отсюда поищем время от начала движения до сего печального момента: t = (v-u) / a = (11-5) / 3 = 2 c
Ну, может я ошибаюсь, но мне так кажется. Если, конечно, мел не украдут раньше в пути его следования.
31 так как:
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=34°С вещества (воды, имеющего удельную теплоёмкость c=4200 Дж/(кг·°С)) массой
mв=8311000 г =543 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 %.