Какую массу керосина надо сжечь, чтобы выделившееся количество теплоты позволило расплавить глыбу льда массой 0,5 т? Начальная температура льда -10 °С, КПД установки равен 60%. Удельная теплоемкость льда равна 2,1 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления 332 кДж/кг.
ДАНО
q1=43 МДж/кг=43*10^6 Дж
m2=0.5т=500 кг
T2 = -10 C
Т= 0 С
КПД =60 %=0.6
с2=2.1 кДж/кг*С=2100 Дж/кг*С
L2=332 кДж/кг=332000 Дж/кг
m1 -?
РЕШЕНИЕ
1
нагревание льда
Q1=c2m2(T-T2)
плавление льда
Q2=L2m2
выделение тепла при сжигании керосина
Q=q2m1
2
уравнение теплового баланса
Q*КПД =Q1+Q2
3
q2m1*КПД = c2m2(T-T2)+L2m2
4
m1 = m2(c2(T-T2)+L2) / ( q2*КПД)
5
m1 = 500*(2100(0-(-10))+332000) / (43*10^6*0.60) = 6.84 кг =6.8 кг
ОТВЕТ 6.84 кг =6.8 кг
действующие силы: mg, mg(силы тяжести), N1, N2, T(сила натяжения), Fтр(1), Fтр2(силы трения), F
в проекции для первого бруска на вертикальную ось оу: mg-N-Fsina=0
тогда N1=mg-Fsina
для второго N2=mg
системы связаны, следовательно движуться с одинаковым ускорением
для первого на горизонтальную ось ох: Fcosa-Fтр1-T=ma
Fтр(1)=uN1=umg-uFsina
Fcosa-umg+uFsina-T=ma
для второго на ох: Т-Fтр=ma
Fтр(2)=uN2=umg
Т-umg=ma
система уравнений:
отняв первое у-ние от второго получим Fcosa+uFsina=2T
Т=F(cosa+usina)/2=118*(0.76+0.02*0.76)/2=46Н
тогда а=Т-umg/m=46-0.02*15*10/15=2.9 м.с2
Какую массу керосина надо сжечь, чтобы выделившееся количество теплоты позволило расплавить глыбу льда массой 0,5 т? Начальная температура льда -10 °С, КПД установки равен 60%. Удельная теплоемкость льда равна 2,1 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления 332 кДж/кг.
ДАНО
q1=43 МДж/кг=43*10^6 Дж
m2=0.5т=500 кг
T2 = -10 C
Т= 0 С
КПД =60 %=0.6
с2=2.1 кДж/кг*С=2100 Дж/кг*С
L2=332 кДж/кг=332000 Дж/кг
m1 -?
РЕШЕНИЕ
1
нагревание льда
Q1=c2m2(T-T2)
плавление льда
Q2=L2m2
выделение тепла при сжигании керосина
Q=q2m1
2
уравнение теплового баланса
Q*КПД =Q1+Q2
3
q2m1*КПД = c2m2(T-T2)+L2m2
4
m1 = m2(c2(T-T2)+L2) / ( q2*КПД)
5
m1 = 500*(2100(0-(-10))+332000) / (43*10^6*0.60) = 6.84 кг =6.8 кг
ОТВЕТ 6.84 кг =6.8 кг
действующие силы: mg, mg(силы тяжести), N1, N2, T(сила натяжения), Fтр(1), Fтр2(силы трения), F
в проекции для первого бруска на вертикальную ось оу: mg-N-Fsina=0
тогда N1=mg-Fsina
для второго N2=mg
системы связаны, следовательно движуться с одинаковым ускорением
для первого на горизонтальную ось ох: Fcosa-Fтр1-T=ma
Fтр(1)=uN1=umg-uFsina
Fcosa-umg+uFsina-T=ma
для второго на ох: Т-Fтр=ma
Fтр(2)=uN2=umg
Т-umg=ma
система уравнений:
Fcosa-umg+uFsina-T=ma
Т-umg=ma
отняв первое у-ние от второго получим Fcosa+uFsina=2T
Т=F(cosa+usina)/2=118*(0.76+0.02*0.76)/2=46Н
тогда а=Т-umg/m=46-0.02*15*10/15=2.9 м.с2