Скорость 10 узлов соответствует скорости 10*0,514=5,14 м/с. То есть за одну секунду буксир проходит 5,14 м. Так как буксир движется с постоянной скоростью, значит сума всех действующих на него сил равна нулю. (Примем направление "вперёд" за положительное). На буксир действуют силы: D - движущая сила, -B - сопротивление баржи и -С - сопротивление буксира. Баланс сил: D-B-C=0; Отсюда сопротивление корпуса буксира равно С=D-B. С учётом КПД, двигатель выдаёт полезной мощности W=550*0.4=220 кВт. То есть за секунду двигатель совершает работу A=220 кДж; Это работа по перемещению буксира с баржей на расстояние 5,14 м. Работа равна силе, умноженной на перемещение A=F*L, значит сила равна F=A/L. Это и есть движущая сила D=A/L; Находим силу сопротивления корпуса буксира: C=A/L-B; C=(220000/5.14)-30000; C=12.8 кН (округлённо)
Итак, что у нас есть: масса воды = 50 кг масса дров = 2 кг удельная теплота сгорания дров = 10^7 дж/кг (из таблицы) удельная теплоемкость воды = 4200 дж/кг*градус
Что происходит: Вода нагревается, а дрова выделяют энергию. Но энергия одна и та же!
Формулы: Кол-во теплоты для дров: Q = q*m Кол-во теплоты для воды: Q = c*m*дельта t (изменение температуры, которое нам надо найти)
Получаем уравнение: q*m = c*m*дельта t 10^7 дж/кг * 2 кг = 4200 дж/кг*градус * 50 кг * дельта t дельта t = (10^7 дж/кг * 2 кг) / 4200 дж/кг*градус * 50 кг дельта t = 95 градусов (примерно)
Баланс сил: D-B-C=0; Отсюда сопротивление корпуса буксира равно С=D-B.
С учётом КПД, двигатель выдаёт полезной мощности W=550*0.4=220 кВт.
То есть за секунду двигатель совершает работу A=220 кДж; Это работа по перемещению буксира с баржей на расстояние 5,14 м. Работа равна силе, умноженной на перемещение A=F*L, значит сила равна F=A/L. Это и есть движущая сила D=A/L; Находим силу сопротивления корпуса буксира:
C=A/L-B;
C=(220000/5.14)-30000;
C=12.8 кН (округлённо)
масса воды = 50 кг
масса дров = 2 кг
удельная теплота сгорания дров = 10^7 дж/кг (из таблицы)
удельная теплоемкость воды = 4200 дж/кг*градус
Что происходит:
Вода нагревается, а дрова выделяют энергию. Но энергия одна и та же!
Формулы:
Кол-во теплоты для дров: Q = q*m
Кол-во теплоты для воды: Q = c*m*дельта t (изменение температуры, которое нам надо найти)
Получаем уравнение:
q*m = c*m*дельта t
10^7 дж/кг * 2 кг = 4200 дж/кг*градус * 50 кг * дельта t
дельта t = (10^7 дж/кг * 2 кг) / 4200 дж/кг*градус * 50 кг
дельта t = 95 градусов (примерно)
ответ: 95 градусов.