Гидравлический пресс интересная машина. Она используя свойства жидкостей, передает давление, оказываемое на один поршень (без изменения) на другой. Если, например, на малый поршень приходится давление в 1 единицу на см в квадрате, то и на большой поршень - такое же давление. Однако, площади поршней разные. Выигрыш в силе определяется отношением площадей. S(большое)/S(малое). В данном случае 2 кв м = 200см*100см=2000 кв см. Выигрыш в силе 2000/4 = 500. То есть, если к малому приложена сила в 600 ньютон, то на большем поршне имеем 600*500 = 300000 Н.
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