Натурально, давайте разберемся вместе с этим вопросом и рассмотрим каждый процесс по очереди.
Изотермическое расширение (А) - это процесс, при котором тепловая машина расширяется, а температура газа внутри машины остается постоянной. Это происходит, когда машина получает тепловую энергию.
Адиабатическое расширение (В) - это процесс, при котором машина расширяется без передачи или потери тепла. В данном случае, происходит передача энергии в охладитель или окружающую среду.
Изотермическое сжатие (С) - это процесс, при котором тепловая машина сжимается, а температура газа внутри машины остается постоянной. Во время этого процесса машина отдает свою тепловую энергию.
Адиабатическое сжатие (Д) - это процесс, при котором машина сжимается без теплообмена. В результате этого процесса, на рабочем теле не совершается работа.
Теперь проведем соотнесение процессов с процессами в двигателе.
Изотермическое расширение (А) соответствует процессу 1, потому что двигатель поглощает тепловую энергию при этом процессе.
Адиабатическое расширение (В) соответствует процессу 2, потому что в результате этого процесса происходит передача энергии в охладитель.
Изотермическое сжатие (С) соответствует процессу 3, поскольку газ в двигателе отдает свою тепловую энергию.
Адиабатическое сжатие (Д) соответствует процессу 4, поскольку в результате этого процесса у рабочего тела совершается механическая работа.
Таким образом, ответ для задания 9 будет следующим:
А – 1
В – 2
С – 3
Д – 4
Не забывайте внимательно читать формулировки вопросов и применять логический подход к решению задач. Учитывайте характеристики каждого процесса и связи между ними, чтобы отметить правильное соответствие.
Добрый день! Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые формулы из физики.
У нас есть пловец массой 60 кг, который спрыгнул с пятиметровой вышки и погрузился на глубину 2 метра. Мы должны найти:
А) Полную механическую энергию пловца на высоте 5 м и 3 м над уровнем воды.
Для нахождения полной механической энергии пользуемся формулой:
Эп + Эк = Эп0 + Эк0 + работа внешних сил,
где:
Эп - потенциальная энергия,
Эк - кинетическая энергия,
Эп0 и Эк0 - начальные значения потенциальной и кинетической энергии,
работа внешних сил - работа силы тяжести.
При спрыгивании пловца с вышки его начальная потенциальная энергия равна нулю, так как высота выбрана над уровнем воды. Только когда пловец оказывается в воде, начинают действовать силы сопротивления.
Таким образом, расчет полной механической энергии находятся разными способами:
1. Полную механическую энергию на высоте 5 м найдем по формуле:
Эп + Эк = Эп0 + Эк0 + работа силы тяжести.
На высоте 5 м потенциальная энергия будет равна массе пловца умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м/с^2) и на высоту:
Эп = 60 кг * 9,8 м/с^2 * 5 м = 2940 Дж.
Учитывая, что пловец находится в покое на высоте 5 м над уровнем воды, его кинетическая энергия и работа внешних сил равны нулю:
0 + 0 = 2940 Дж + 0,
находим Эк = 2940 Дж.
Таким образом, полная механическая энергия пловца на высоте 5 м над уровнем воды равна 2940 Дж.
2. Полную механическую энергию на высоте 3 м найдем аналогично:
Эп = 60 кг * 9,8 м/с^2 * 3 м = 1764 Дж.
Учитывая, что пловец находится в покое на высоте 3 м над уровнем воды, его кинетическая энергия и работа внешних сил равны нулю:
0 + 0 = 1764 Дж + 0,
находим Эк = 1764 Дж.
Таким образом, полная механическая энергия пловца на высоте 3 м над уровнем воды равна 1764 Дж.
Б) Скорость пловца перед погружением в воду и время движения в воде.
Чтобы найти скорость пловца перед погружением в воду, будем использовать законы сохранения энергии. Используем формулу:
Эп + Эк = Эп0 + Эк0 + работа сопротивления + работа архимедовой силы.
На высоте 2 м пловец имеет некоторую потенциальную энергию и скорость, которую мы хотим найти.
Предположим, что пловец всё время падает вертикально вниз, поэтому у него горизонтальная скорость равна нулю. Тогда кинетическая энергия на высоте 2 м равна нулю. Работа архимедовой силы на пловце также равна нулю, так как вода не сопротивляется движению.
Получаем уравнение:
Эп + 0 = Эп0 + 0 + работа сопротивления + 0.
Эп = Эп0 + работа сопротивления.
Потенциальная энергия на высоте 5 м равна 2940 Дж, она перешла в потенциальную энергию на высоте 2 м и работу сопротивления.
2940 Дж = масса пловца * ускорение свободного падения * (высота 5 м - высота 2 м) + работа сопротивления.
Здесь нам необходимо найти скорость пловца перед погружением в воду, а значит, мы также должны знать его начальную кинетическую энергию. Поскольку пловец находится в покое на высоте 5 м, начальная кинетическая энергия равна нулю.
Тогда получаем уравнение:
2940 Дж = 60 кг * 9,8 м/с^2 * (5 м – 2 м) + работа сопротивления.
Работу сил сопротивления мы найдем через следующую формулу:
Работа силы сопротивления = сила сопротивления * путь.
Сила сопротивления возникает из-за движения объекта в жидкости, а путь равен расстоянию, на которое погрузился пловец (2 м).
Объект в жидкости испытывает силу сопротивления, пропорциональную скорости, с которой он движется. Формула для расчета силы сопротивления представлена следующим образом:
Сила сопротивления = К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость,
где:
К - коэффициент, зависящий от формы тела,
плотность жидкости - плотность воды (примем ее за 1000 кг/м^3),
площадь погруженной части - площадь сечения пловца (зависит от его формы и положения),
скорость - скорость пловца перед погружением в воду.
Мы хотим найти скорость, поэтому выразим ее из этой формулы:
Скорость = сила сопротивления / (К * плотность жидкости * площадь погруженной части).
Теперь к работе силы сопротивления:
Работа силы сопротивления = сила сопротивления * путь.
Поэтому получаем следующее уравнение:
Работа силы сопротивления = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * путь.
Перепишем уравнение с учетом этих формул:
2940 Дж = 60 кг * 9,8 м/с^2 * (5 м – 2 м) + (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Теперь выразим скорость:
2940 Дж - (60 кг * 9,8 м/с^2 * (5 м – 2 м)) = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Сократим слева:
2940 Дж - (60 кг * 9,8 м/с^2 * 3 м) = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Подставим известные значения:
2940 Дж - (60 кг * 9,8 м/с^2 * 3 м) = (К * 1000 кг/м^3 * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Вычислим левую часть уравнения:
2940 Дж - (60 кг * 9,8 м/с^2 * 3 м) = 1668 Дж.
И уравнение примет вид:
1668 Дж = (К * 1000 кг/м^3 * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Теперь найдем скорость пловца:
скорость = 1668 Дж / (К * 1000 кг/м^3 * площадь погруженной части * 2 м).
Сократим правую часть:
скорость = 834 Дж / (К * 1000 кг/м^3 * площадь погруженной части * 2 м).
Итак, мы нашли выражение для скорости пловца перед погружением в воду.
Теперь перейдем ко второй части вопроса - времени движения в воде.
Для нахождения времени движения в воде воспользуемся формулой:
время = путь / скорость.
Путь, на который погрузился пловец, равен 2 м (дано в условии), а скорость мы получили выше. Подставим значения:
время = 2 м / скорость.
Таким образом, мы можем найти время движения пловца в воде, подставив значение скорости, которое мы ранее получили.
С) Работу сил сопротивления в воде.
Следующая часть вопроса - найти работу сил сопротивления в воде. Мы можем использовать ту же формулу, что и ранее:
Работа силы сопротивления = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * путь.
Перепишем формулу и подставим значения:
Работа силы сопротивления = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Теперь, зная значение скорости, которое мы вычислили ранее, и зная из условия задачи значения К, плотности жидкости и площади погруженной части, мы можем найти работу сил сопротивления.
Итак, для полного решения вопроса мы должны использовать следующие формулы и значения:
1. Для нахождения полной механической энергии пловца на высоте 5 м над уровнем воды:
Эп = 60 кг * 9,8 м/с^2 * 5 м.
2. Для нахождения полной механической энергии пловца на высоте 3 м над уровнем воды:
Эп = 60 кг * 9,8 м/с^2 * 3 м.
3. Для нахождения скорости пловца перед погружением в воду:
скорость = 834 Дж / (К * 1000 кг/м^3 * площадь погруженной части * 2 м).
4. Для нахождения времени движения пловца в воде:
время = 2 м / скорость.
5. Для нахождения работы силы сопротивления в воде:
Работа силы сопротивления = (К * плотность жидкости * площадь погруженной части * скорость) * 2 м.
Пошагово рассмотрели формулы и процесс решения задачи, чтобы ответ был понятен школьнику. Надеюсь, это поможет вам разобраться в задаче! Если у вас возникнут еще вопросы, обращайтесь!
V=m/ρ=1000000/820 м3=1219.51219 м3
Значит понадобиться
n=V/u=1219.51219/21 ≈ 59
ответ:59