Електровоз рухається зі швидкістю 72 км/год і розвиває середню силу тяги 75 кН. Яку силу струму він споживає, якщо напруга в лінії 1500 В, а ККД двигуна 90%?​

Внутренняя энергия тела равна сумме кинетических энергий движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. U = W кин + W пот. Оценим внутреннюю энергию 1 кг воды и 1 кг льда, находящихся при одинаковой температуре: при 0 градусов по шкале Цельсия (при 273 К) . Температура есть мера средней кинетической энергии теплового движения молекул. Следовательно, если температуры льда и воды одинаковы, то одинаковы и кинетические энергии, но потенциальные энергии взаимодействия молекул различны, потому что это два различных агрегатных состояния вещества. То количество теплоты, которое надо сообщить 1 кг льда, чтобы, не меняя температуры, перевести его из твердого состояния в жидкое, называется удельной теплотой плавления льда. Оно равно 330 кДж. ("лямда" = 330 кДж/кг) . Поэтому, внутренняя энергия 1 кг воды на 330 кДж больше внутренней энергии такого же количества льда.

1) когда шар натянул причальный трос, спустя некоторое время система пришла в состояние покоя и силы, действующие на шар, скомпенсировались

пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)

запишем первый закон Ньютона:

Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения

в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:

Fa - mg - F = 0

2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):

Fa - mg = 0

пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.

составим систему уравнений:

p(в) g V = F + mg

p'(в) g V = mg

вычитаем из первого уравнения второе

gV (p(в) - p'(в)) = F

F = p(в) g V / 2.

3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):

P V = m R T / M

делим на объем обе части

P = p R T / M => p = P M / R T.

молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль

F = P M g V / 2 R T

F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,

F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН