Ідеальна теплова машина має як нагрівник резервуар з водою ,що кипить 373К,а холодильником ємність з льодом ,що тане 273к,Яка маса льоду розтане у виконання машинною корисної роботи 110Кдж ,якщо питома теплота плавлення льоду 330кДж/кг

Показать ответ

Ответ:

ruslanasd94rus

20.05.2022 09:32

Высоту "ватерлинии" поплавка относительно поверхности воды обозначим как y. Когда поплавок в равновесии, y=0, а когда всплывает, y>0. Пусть нижняя грань поплавка в состоянии равновесия находится на глубине h_0

. Тогда в процессе движения глубина погружения поплавка h=h_0-y

.
На поплавок действуют сила тяжести, направленная вниз, и сила Архимеда, направленная вверх. Напишем уравнение движения по второму закону Ньютона: ma = F_A - mg

, где

- ускорение поплавка по вертикали, $a=\ddot{y}$ . Сила Архимеда равна весу воды вытесенной погруженной частью поплавка, т.е. $F_A=\rho gSh$ . Отсюда $m\ddot{y} = \rho gS(h_0-y) - mg$ . Так как в покое сила Архимеда и сила тяжести уравновешиваются, $\rho gSh_0 = mg$ , то $m\ddot{y} = -\rho gSy$ . Выражаем ускорение: $\ddot{y} = -\frac{\rho gS}{m}y$ . Это является уравнением колебаний с собственной частотой $\omega = \sqrt{\frac{\rho gS}{m}}$ . Осюда период колебаний: $T=\frac{2\pi}{\omega}=2\pi\sqrt{\frac{m}{\rho gS}}=0.32$ с.

0,0(0 оценок)

Ответ:

тупая1294

22.10.2021 03:46

Полная мощность затрачиваемая для нагрева воды:
$P=\frac{cm\Delta T}{\eta t}$ , где c=4200

Дж/кг - удельная теплоемкость воды, m=1 кг - масса воды, $\Delta T=100-20=80^0C$ - изменение температуры воды от начальной до точки кипения, $\eta=0.8$ - КПД нагрева, t=174 с. С другой стороны электрическая мощность рассеиваемая в цепи: $P=\frac{U^2}{R}$ , где U - искомое эффективное напряжение, R - сопротивление электроплитки. При последовательном соединении сопротивления складываются, поэтому R=10+10=20 Ом. Приравнивая электрическую и тепловую мощности получаем выражение для напряжения: $U=\sqrt{\frac{Rcm\Delta T}{\eta t}}$ . Подставляем и получаем U=220 В с точностью до десятых.