Рабочее тело тепловой машины — ν=3 моль идеального одноатомного газа. Цикл рабочего тела показан на диаграмме в координатах «давление-объём». Пунктиром на диаграмме показана изотерма. Найти максимальную температуру и КПД цикла, если p0=13 атм, а V0=2 л. ответ округлите до целых значений. Максимальная температура?

КПД цикла?

Рабочее тело тепловой машины — ν=3 моль идеального одноатомного газа. Цикл рабочего тела показан на

Показать ответ

Ответ:

natali3171

27.07.2022 20:42

Сдвинем всю картинку так, чтобы начальная точка оказалась в начале координат. Это ни на что не влияет. Дальше под координатами я буду понимать сразу сдвинутые координаты.

Известно, что траектория (если не учитывать сопротивление воздуха и прочие прелести реальной жизни) параболическая. Забудем о физике и найдём уравнения траекторий, проходящих через начало координат и заданную точку.

$y_n=-a x_n^2+b x_n\\b=\dfrac{y_n+ax_n^2}{x_n}$

Парабола выпукла вверх, поэтому чтобы вся она была выше какого-то отрезка, достаточно проверить концы этого отрезка. Условие того, что парабола выше какой-то точки:

$-ax_i^2+bx_i\geqslant y_i$

Подставляем значение b и получается линейное неравенство:

$ax_i(x_n-x_i)\geqslant y_i-y_n\cdot\dfrac{x_i}{x_n}\\a\geqslant \dfrac{{y_i}/x_i-y_n/x_n}{x_n-x_i}$

Выписываем такие неравенство для всех точек, решение имеет вид

$a\geqslant\max\limits_{i1}\left(\dfrac{{y_i}/x_i-y_n/x_n}{x_n-x_i}\right)=a^*$

Подставив t из $x=v_{0x}t$ в $y=v_{0y}t-gt^2/2$ , получаем, что

$y(t)=-at^2+bt=-\dfrac{g}{2v_{0x}^2}t^2+\dfrac{v_{0y}}{v_{0x}}t$

Выражаем компоненты начальной скорости:

$v_{0x}^2=\dfrac g{2a}\\v_{0y}^2=b^2v_{0x}^2=\dfrac g{2a}\cdot\left(ax_n+\dfrac{y_n}{x_n}\right)^2$

Квадрат начальной скорости равен

$v_0^2=v_{0x}^2+v_{0y}^2=\dfrac g{2a}+\dfrac g{2a}\cdot\left(ax_n+\dfrac{y_n}{x_n}\right)^2$

Его нужно минимизировать. Это можно сделать при производной или численно. Производная даст ответ, что минимальное значение $v_0^2=gy_n+g\sqrt{x_n^2+y_n^2}$ достигается при

$a^{**}=\dfrac{\sqrt{x_n^2+y_n^2}}{x_n^2}$ a

Если $a^*\leqslant a^{**}$ , то ответ - корень из $gy_n+g\sqrt{x_n^2+y_n^2}$ , иначе - корень из

$\dfrac g{2a^*}+\dfrac g{2a^*}\cdot\left(a^* x_n+\dfrac{y_n}{x_n}\right)^2$

0,0(0 оценок)

Ответ:

lyubimova84

15.10.2022 08:43

Хотя условия сформулированы нечетко, будем полагать, что 200 кг- масса самой лодки без мальчика, а скорость прыжка мальчика дана относительно лодки.

Тогда, ее импульс вместе с мальчиком до его прыжка
p=mv=200кг·2м/с+50кг·2м/с+=400+100=500 кг·м/с
Выпрыгнув против движения, мальчик имеет в неподвижной системе координат скорость 4-2=2 м/с и импульс p=mv=50кг·2м/с=100 кг·м/с
По закону сохранения импульса, такой же импульс прибавляется у лодки.

В то же время, она лишилась прежнего импульса сидевшего в ней мальчика 100 кг·м/с, численно равного прибавке импульса от его прыжка.

Поэтому, импульс лодки остался 500 кг·м/с, а ее новая скорость v=p/m=500 кг·м/с / 200 кг= 2.5 м/с

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика