Дано:
t=1 час=60*60=3600 секунд.
V=1200 л/мин=1,2 м^3/мин.
h=24 м.
A=?
_____
Решение:
С чего бы начать. Ладно, найдем массу воды, которую выбрасывает насос за одну минуту:
p=1000 кг/м^3 - плотность воды.
m=1000*1,2=1200 кг/мин. - столько воды выбрасывает насос за одну минуту.
Теперь найдем работу, которую совершает насос за одну минуту, поднимая 1200 кг/мин воды.
Считаем:
A'=1200*10*24=288000 Дж=288 кДж.
Теперь умножая на 60 минут, мы найдем ту работу, которую совершает насос за один час:
A=288кДж*60=1,728*10^7 Дж=17,28 МДж.
ответ: A=17,28 МДж.
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