При полном сгорании керосина в горелке выделилось 23 мдж энергии. сколько керосина было в горелке?

Дано:

Q = 23 МДж = 23000000Дж

q = 4.6*10∧7 Дж / кг

m - ?   V - ?

q - удельная теплота сгорания керосина

Решение:  ( Если надо найти массу )

Q = qm

m = Q / q = 23000000 Дж / 4.6*10∧7 = 0.5 кг

( Если надо найти обЪём )

m = Vp

V = m / p

p - плотность керосина ( 0.8*10³ кг / м³ )

V = 0.5 кг / 0.8*10³ = 0.000625 м³

1. P = n k T ; V^2 = 3RT / M => T = MV^2 / 3R 

P = n k M V^2 / 3R => n = 3 R P / k M V^2 = 3*8,31*10^4 / 1,38*10^-23*2*10^-3*64*10^4=24,93*10^4 / 176,64*10^-22 = 0,141*10^26 мол-л/м^3

2. n = N / V; N = m / m0; m0 = M / Na

n = p Na / M = 0,13*6*10^23 / 32*10^-3 = 0,0243*10^26 мол-л/м^3

3. Ek=3/2 * k T; V^2= 3RT / M => T = M V^2 / 3R

Ek = 1,5 k M V^2 / 3R = 1,5*1,38*10^-23*32*10^-3*25*10^4 / 3*8,31 = 1656*10^-22 / 24,93 = 66,425*10^-22 Дж

4. P = 2/3 * Ek n = 2*5*10^-23*16*10^25 / 3 = 53,3*10^2 Па

Вычислим ускорение свободного падения на поверхности Луны

gл = G * Mл / Rл², т. к. Mл не дано выразим ее через параметры Земли

g₀ = 9,8 м/с²

g₀ = G * Mз / Rз² => Mз = g₀ * Rз² / G

gл = G * Mз / (81 * Rл²) = G * g₀ * Rз² / (G * 81 * Rл²) = g₀ * (Rз / (9 * Rл)²

gл = 9,8 м/с² * (6,4*10⁶ м / (9 * 1,74*10⁶ м)² ≈ 1,64 м/с²

При выстреле кинетическая энергия пули переходит в потенциальную энергию взаимодействия пули и Луны на max высоте  H. Кинетическая энергия пули на этой высоте становится равной нулю. Считаем потенциальную энергию на поверхности Луны равной 0.

ΔЕк = - (ΔЕп)

0 - m*v₀²/2 = - (Eп - 0)

Eп = - G * m * Mл / (Rл + H) = - G * m * Mл * Rл² / ((Rл + H) * Rл²)

Еп = - gл * m * Rл² / (Rл + H) - на выcоте H

m * v₀² / 2 = gл * m * Rл² / (Rл + H)

v₀² / 2 = gл * Rл² / (Rл + H)

Rл + H = 2 * gл * Rл² / v₀²

H = 2 * gл * Rл² / v₀² - Rл

H = 2 * 1,64 м/с² * (1,74*10⁶ м)² / (400 м/с)² - 1,74*10⁶ м ≈ 6,03*10⁷ м = 6,0*10⁴ км = 60000 км