1)
Находим количество теплоты, необходимое для нагревания воды, если КПД = 100%
Q₀ = c*m₀*(t₂-t₁) = 4200*0,290*(80-20) ≈ 73 100 Дж
2)
Учтем КПД спиртовки:
Q = Q₀/КПД = 73 100 / 0,315 ≈ 232 000 Дж
3)
Сгорит спирта:
m = Q /q = 232 000 / 30 000 000 ≈ 0,0077 кг спирта или 7,7 грамма
Eк=mV^2/2
Eк2-Ек1=mV2^2/2-mV1^2/2=m(V2^2-V1^2)/2
Eк2-Ек1=8000 кг*( (8 м/с)^2-(2 м/с)^2)/2=240000 Дж
Работа силы тяги равна изменению кинетической энергии, значит, она также равна 240000 Дж.
А=FS
S=A/F
S=240000 Дж/6*10^4 Н=4 м
I=e/(R+r)
P=I^2*R=e^2*R/(R+r)^2
(R+r)^2-R*e^2/P=0
R^2 - R*(e^2/P-2r)+r^2=0
D=(e^2/P-2r)^2-4r^2=(e^2/P-4r)*e^2/P
R1=((e^2/P-2r) - корень((e^2/P-4r)*e^2/P ))/2
e^2/P = 80^2/140=640/14=320/7
R1=((320/7-2*5) - корень((320/7-4*5)*320/7 ))/2 Ом = 5/7 Ом
R2=((320/7-2*5) + корень((320/7-4*5)*320/7 ))/2 Ом = 35 ом
I1 =e/(R1+r) = 80/(5/7
+5) = 14 А
I2 =e/(R2+r) = 80/(35
+5) = 2 А
U1=I1*R1=10 В
U2=I2*R2=70 В
КПД = P / Рполн = P /( I * e )
КПД1 = P /( I1 * e) = 140 / (14 * 80) = 1/8 (12,5%)
КПД2 = P /( I2 * e) = 140 / (2 * 80) = 7/8 (87,5%)