Η = А полезная / А затраченная * 100 %
А полезная = F * V
F - сила тяги ( 88 кН = 88000 Н )
V - скорость ( 1800 км / ч = 1800 * 1000 / 3600 = 500 м / c )
А полезная = 88000 * 500 = 44000000 Дж
А затраченная = q * η
q - удельная теплота сгорания ( 46000000 Дж / кг )
η - КПД = 20 % = 0,2
А затраченная = 46000000 * 0,2 = 9200000 Дж
m = F * V / q * η = 44000000 / 9200000 ≈ 4,78 кг
V = m / p
m - масса ( 4,78 кг )
р - плотность ( для керосина 800 кг / м³ )
V = 4,78 / 800 = 0,005975 м³ = 5,975 л ≈ 6 л
M1,v1 - масса и скорость пули
m1 - масса порохового заряда. Порох сгорает сам по себе, в замкнутом объёме - масса газов такая же.
v2 - средняя скорость газов.
по закону сохранения импульса
m1v1+m2v2=Mv
Скорость автомата:
v=(m1v1+m2v2)/M=(7,9*10^-3*715+1,6*10^-3*715/2)/3,8=1,64 м/с
Так как процесс изотермический, то Т=const, 1 закон термодинамики в этом случае имеет вид Q=A (так как ΔU=0).
Поэтому , А=Q =4МДж