Тепловий двигун із потужністю 50 кВт за 2 год роботи витратив 24 кг бензину. Визначте ККД двигуна.

ДАНО

С=1.6 * 10^3 пФ =1.6*10^-9 Ф

U=500 В

U1- ?  A -?

РЕШЕНИЕ

формула для расчета емкости С=ԑ ԑoS/d

d -расстояние между пластинами

при УВЕЛИЧЕНИИ расстояния между пластинами в три раза -емкость УМЕНЬШИТСЯ в три раза.

C=Q/U ; Q=CU

количество заряда на пластинах - неизменно

Q=CU=C1*U1

U1= CU/C1=C/C1*U=3U=3*500 =1500 B  - разность потенциалов  после раздвижения пластин

Энергия конденсатора ДО  W=CU^2/2

Энергия конденсатора ПОСЛЕ  W1=C1U1^2/2

Работа , совершенная внешними силами для раздвижения пластин

A=W-W1 = CU^2/2 - C1U2^2/2 = CU^2/2 - (C/3)U1^2/2 =C/2*(U^2-U1^2/3)

A= C/2*(U^2-U1^2/3) =1.6*10^-9 / 2*(500^2 - 1500^2/3)= -0.0004 Дж = - 0.4 мДж = -4*10^-4 Дж

ОТВЕТ 0.0004 Дж =  0.4 мДж  = 4*10^-4 Дж

на протяжении всей операции не меняет свой объем.

Выразим V из закона Менделеева-Клапейрона: 

P V = m R T / M => V = m R T / P M.

А теперь приравняем V1 к V2. И дабы не писать лишнего, сразу посмотрим, что у нас сократится: M, R, m (но сначала я напишу с m для ясности). Получаем:

m T1 / P1 = 0,4 m T2 / P2.

У тебя сейчас, наверное, возник вопрос: почему во второй части уравнения перед m стоит 0,4?

- Потому что исходя из условия задачи мы можем сделать вывод, что m2 = 0,4 m1 (в уравнении m1 заменена на просто m для краткости). 

Теперь сокращаем массы, выводим P2:

P2 = 0,4 T2 P1 / T1 = 4*10^-1 * 273 * 2*10^5 / 3*10^2 = 72,8*10^3 Па