Знайти потужність турбіни, якщо Q = 40 Гдж за 40 сек, а ккд = 10%

В задаче неверно указана величина ускорения автомобиля, движущегося в гору с постоянным ускорением 2 м/с² при заданных условиях: масса автомобиля 900 кг, уклон горы 15%, коэффициент трения 0.2.

Уклон горы 15% соответствует тангенсу угла наклона, который равен:
α = arc tg 0,15 =  0,14889 радиан или 8,530766 градуса.

Нормальное усилие на поверхность горы равно Fн = mgcosα = 900*9,81* 0,988936 =  8731,319 H.

При коэффициенте трения к = 0,2 автомобиль может развить усилие
F = Fн*k = 8731,319*0,2 =  1746,264 H.

Скатывающее усилие равно Fн*tgα = 8731,319*0,15 =  1309,698 H.

На ускорение автомобиля остаётся усилие  1746,264 - 1309,698 =
=  436,566 Н.
Ускорение равно a = F/m =  436,566/900 =  0,485073 м/с².

По определению: N = Q / t, где

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