Какое количество теплоты выделится при кристализации 5 л воды имеющей температуру 0 градусов и последующем ее охолождении до -20 градусов

За 15 мин минутная стрелка повернется на 90° и пройдет четверть полной окружности.

Путь стрелки составит: L₁ = 2πR/4 = πR/2= 15π (см) ≈ 47,1 (см)

Перемещение стрелки: S₁ = √(2R²) = R√2 = 30√2 ≈ 42,4 (см)

За 30 мин минутная стрелка повернется на 180° и пройдет половину полной окружности.

Путь стрелки составит: L₂ = 2πR/2 = πR= 30π (см) ≈ 94,2 (см)

Перемещение стрелки: S₂ = 2R = 2*30 = 60 (см)

За 45 мин минутная стрелка повернется на 270° и пройдет три четверти полной окружности.

Путь стрелки составит: L₃ = 3*2πR/4 = 3πR/2= 45π (см) ≈ 141,3 (см)

Перемещение стрелки: S₃ = √(2R²) = R√2 = 30√2 ≈ 42,4 (см)

За 1 час минутная стрелка повернется на 360° и пройдет полную окружность.

Путь стрелки составит: L₄ = 2πR = 60π (см) ≈ 188,4 (см)

Перемещение стрелки: S₄ = 0 (см)

Дано:

Aп = 4,6*10^7 Дж
m = 5 кг

Найти:

n - ?

Решение:

Раз нас просят найти КПД, то давай сразу пойдем "в лоб" задачи. Напишем формулу, по которой он рассчитывается:

n = Aп / Аз, где Аз - затраченная работа.

Вроде бы, все просто, да? Нужно только понимать, что означает "работа полезная" и "работа затраченная".

Зачем нужна полезная работа? Очевидно, для совершения какого-то действия, которое нам нужно, полезно. В нашем случае, она уже дана. Допустим, она пойдет на придание движения двигателю.

А затраченная? Это то, что необходимо сделать для того, чтобы полезная работа вообще была, так? Так. В конкретно нашем случае - что это? 

Сжигание бензина в двигателе. Именно за счет него будет совершаться полезная работа (движение моторчика в двигателе, например).

Количество теплоты (или работы), которое выделится при сгорании бензина, считается по формуле: Q = m q, где q - это удельная теплота сгорания бензина и она равна q = 44*10^6 кг/Дж

В итоге имеем: n = Ап / Aз = Aп / m q

n = 4,6*10^7 / 5 * 44*10^6 = 0, 209 = 20,9 %