Сколько дров надо сжечь в топке паровой машины с КПД=41 %, чтобы получить воду при 14 °С из снега массой 34 кг, взятого при температуре −8 °С.

(Удельная теплота плавления снега λ=330000Джкг, удельная теплоёмкость снега с1=2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды с2=4200Джкг⋅°С, удельная теплота сгорания дров q=10⋅10^6Джкг).

T-температура  после того, как установится тепловое равновесиес1-удельная теплоемкость воды =4200 дж/кг*кс2-удельная теплоемкость льда  =2110 дж/кг*кλ- удельная теплота плавления льда=330 кдж/кг*к вода охлаждаетсяq1=c1*m1*(t1-t)=4200*0.200*([273+18]-t) лед нагревается  от т2=  -20 гр. по цельсию  до температуры   0 град с  q2=c2*m2*(0-t2)=2110*0.030*(0-[-20])=1266 джлед плавитсяq3=λm2=330000*0.030=9900 джвода из расплавленного льда нагревается q4=c1*m2*(t-0)=4200*0.030*t

R₁ = 6356,8 км - полярный радиус

R₂ = 6378,1 км - экваториальный радиус

M = 5,97*10²⁴ кг - масса Земли

Для решения данный задачи нужно учесть значение радиусов Земли, а также факт вращения Земли вокруг своей оси. При этом значение экваториального ускорения будет уменьшаться на величину центростремительного ускорения на экваторе.

g₁ = G * M / R₁² = 6,67*10⁻¹¹ Н*м²/кг² * 5,97*10²⁴ кг / (6356,8*10³ м)² ≈ 9,854 м/с²

g' = G * M / R₂² = 6,67*10⁻¹¹ Н*м²/кг² * 5,97*10²⁴ кг / (6378,1*10³ м)² = 9,789 м/с²

За сутки Земля совершает один оборот => ω = 2 *π рад / 86400 с - угловая скорость обращения Земли

a = ω² * R₂ - центростремительное ускорение на экваторе

а = (2 *π рад / 86400 с)² * 6378,1*10³ м ≈ 0,034 м/с²

g₂ = g' - a = 9,789 м/с² - 0,034 м/с² = 9,755 м/с²

(g₁ - g₂) * 100 % / g₁ = (9,854 м/с² - 9,755 м/с²) * 100 % / 9,854 м/с² ≈ 1,00 %

Ускорение на полюсе приблизительно на 1 % больше чем на экваторе

Объяснение: