N=60 кВт
Объяснение:
Т.к. движение автомобиля на данном участке пути равномерное, то полезная мощность N, Дж/с или Вт
величина постоянная на всем интервале времени t, c, и ее можно вычислить по формуле:
N=A/t, где
A - работа, совершенная автомобилем, Дж
Время определим из следующих условий:
t=s/v, где
s - путь (расстояние) пройденное автомобилем, м
v - скорость автомобиля на данном участке пути, м/с.
Окончателььно:
N=A*v/s;
Переведем величины в систему СИ, и представим их в нормальном виде:
v=54 км/ч=54*1000/3600=54/3,6=15 м/с=1,5*10¹ м/с;
А=600 кДж=600*10³=6*10⁵ Дж.
s=150 м=1,5*10² м
N=6*10⁵*1,5*10¹/(1,5*10²)=6*10⁴ (Дж/с)=60 кВт
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин