2. В цилиндре под поршнем находится воздух при температуре 20 °С. До какой температуры следует нагреть воздух, чтобы его плотность уменьшилась в 1,5 раза? Процесс изобарный.
При этом ударе (абсолютно неупругом) выполняется закон сохранение импульса. m1v1=(m1+m2)v2; Значит скорость сцепки после столкновения будет v2=m1v1/(m1+m2), а кинетическая энергия E=0.5(m1+m2)*((m1v1)/(m1+m2))^2; E=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2); Сила трения равна F=U(m1+m2)g. Чтобы остановить сцепку, она должна совершить работу, равную кинетической энергии сцепки A=E. Так как работа равна силе, умноженной на перемещение A=FL, то путь до остановки сцепки равен L=E/F; (переведём скорость в м/с, разделив 12/3,6=3,(3) м/с) L=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2)/(U(m1+m2)g); L=(0.5/Ug)*(m1v1)^2 /(m1+m2)^2; L=(0.5/(0.05*10))*(50000*3,33)^2 / (50000+30000)^2; L=2,3 м (округлённо).
Объяснение:
1. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды от температуры t1=20C до t2=100C:
Q = c*m*(t2 - t1), m = p*V, p = 1000 кг/м^3,
Полезная работа чайника А =n*P*T = Q (n = 60% = 0,6 - КПД)
P = 600 Вт
время T = Q/(n*P) = c*p*V*(t2 - t1)/(n*P)
2. Силы тока лампочек: I1 = P1/U1, I2 = P2/U1, U1 = 110 B
Сопротивления R1 = U1/I1, R2 = U1/I2
При последовательном соединении сила тока одинакова и равна I = U/(R1 + R2), где U = 220 В
Новые мощности P1' = I*R1^2
P2' = I*R2^2
3. На первой, т. к. ее сопротивление больше, а при последовательном соединении выделяемая мощность пропорциональна сопротивлению
E=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2);
Сила трения равна F=U(m1+m2)g. Чтобы остановить сцепку, она должна совершить работу, равную кинетической энергии сцепки A=E. Так как работа равна силе, умноженной на перемещение A=FL, то путь до остановки сцепки равен L=E/F; (переведём скорость в м/с, разделив 12/3,6=3,(3) м/с)
L=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2)/(U(m1+m2)g);
L=(0.5/Ug)*(m1v1)^2 /(m1+m2)^2;
L=(0.5/(0.05*10))*(50000*3,33)^2 / (50000+30000)^2;
L=2,3 м (округлённо).