Bагон, налетівши на пружинний буфер, зупи няється, стискуючи пружину буфера на 10 см. Робота що затрачаеться на стискання пружини, дорівнюе 6000 дж. Визначити жорсткість пружини.

1)

Количество теплоты, выделившееся при конденсации пара:

Q₁ = L·m₁ = 22,6·10⁵·0,05 = 113 000 Дж

2)

Количество теплоты, отданное горячей водой, получившейся из сконденсированного пара:

Q₂ = c·m·(100 - t) = 4200·0,05·(100-t) = 210·(100 - t) = (21 000 - 210·t) Дж

3)

Нагреваем медный калориметр:

Q₃ = с₃·m₃·( t - t₃) = 390·0,7·(t - 12) = 273·(t-12) = (273·t - 3276) Дж

4)

Нагреваем воду:

Q₄ = c·m₄·(t - 12) = 4200·0,8·(t - 12) = 3 360 · (t-12) = (3 360·t - 40320) Дж

5)

Составляем уравнение теплового баланса:

Q₁+Q₂ = Q₃+Q₄

113 000 + 21 000 - 210·t = 273·t - 3276 + 3 360·t - 40320

3843·t = 177600

t = 177600/3843 ≈ 46°C

ΔT₁ = 100 - 95 = 5 - остывание конденсата до температуры прогрева грунта
ΔT₂ = 95 - 15 = 80 - нагрев грунта до температуры прогрева грунта
С₁ = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды
С₂ = 800 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость грунта
λ = 2256000 Дж на кг - удельная теплота конденсации
ρ = 1,8 г/см куб = 1800 кг/ м куб - плотность грунта
V = 1 м куб - объём грунта
m - расход пара на 1 кубометр грунта

m(λ + C₁ΔT₁) = ρVС₂ΔT₂ - уравнение баланса
тогда расход пара на кубометр грунта составляет
m = ρVС₂ΔT₂/(λ + C₁ΔT₁)  = 1800*1*800*80/(2 256 000 + 4200*5) =
115200000/2277000 = 50 кг на кубометр грунта.