Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя количество теплоты, равное 4,19 кДж, и совершил работу 1 кДж. Температура нагревателя 100 0С. Вычислить температуру холодильника.

Дано:

е = 1,6⋅10-19 Кл

r = 1 км = 103 м

m = 0,03 г = 3⋅10-5 кг

η = 1%

NA = 6⋅1023 моль-1

М = 1,8⋅10-2 кг/моль

k=1/4πε0= 9 ⋅ 109Н ⋅ м2/Кл 2

Найти:

Fк - ?

При переносе с одной электронейтральной капли на другую заряда определенного электронейтральность знака каждой из капель нарушается. В этом случае заряды капель будут одинаковы по модулю и противоположны по знаку, и они будут взаимно притягиваться.Согласно закону Кулона, при этом сила притяжения капель воды будет равна:
 (фото)
Найдем модуль зарядов q=(η/100%)qn, где qn, - общий заряд всех электронов во 100% п капель: второй капле воды. В молекуле воды (Н2О) содержится 10 электронов: 8 - кислорода, 2- водорода. Следовательно, qn =10 ⋅ e ⋅ N , где N = NAm/M - число молекул.
(фото)

Формула для нахождения мощности:
N = A/t,
где N - мощность, A - работа, t - время выполненной работы.
Единица измерения - Ватт [Вт]

Пример. Найти мощность потока воды, протекающей через плотину, если высота падения воды 25 м, а расход ее - 120 м3 в минуту.

Запишем условие задачи и решим ее.

Дано:

h = 25 м
V = 120 м3
ρ = 1000 кг/м3
t = 60 c
g = 9,8 м/с2

N-?

Решение:

Масса падающей воды: m = ρV,
m = 1000 кг/м3 · 120 м3 = 120 000 кг (12 · 104 кг).

Сила тяжести, действующая на воду:
F = gm,
F = 9.8 м/с2 · 120 000 кг ≈ 1 200 000 Н (12 · 105 Н)

Работа, совершаемая потоком в минуту:
A = Fh,
А - 1 200 000 Н · 25 м = 30 000 000 Дж (3 · 107 Дж).

Мощность потока: N = A/t,
N = 30 000 000 Дж / 60 с = 500 000 Вт = 0,5 МВт.

ответ: N = 0.5 МВт.