Вычисли время, за которое свет пройдёт по световоду длиной L=88 км, если предельный угол отражения вещества, из которого выполнена сердцевина световода, αпр =45° (показатель преломления оболочки световода равен 1

Все знают самого быстрого человека на Земле — его зовут Флэш. Но если вернуться в реальность и представить, что люди могут бегать на таких невероятных скоростях, с какой скоростью нужно бежать человеку, чтобы его охватило пламя?

1. Атмосферное давление

На высоких скоростях большую часть теплоты производит не трение с воздухом, а давление. Как и в случае с кораблем, плывущим по поверхности воды, быстро движущееся тело точно так же проталкивает «волну» воздуха. Молекулам воздуха некуда деться и они врезаются в тело, а затем другие молекулы врезаются в них и в итоге — нагреваются.

2. Сверхзвук

Если вы все же решились провести этот чудесный эксперимент, то самым лучшим местом будет максимально длинное побережье моря. Плотность воздуха на уровне моря намного выше, следовательно там больше молекул воздуха, которые можно нагреть. Обычно, тела кремируют при температуре 1500°С и исследования NASA показывают, что для достижения такой температуры, нужно бежать на скорости в 5 Махов (6000 км/ч).

3. Оденьтесь потеплее

Однако, 1500°С — это температура, при которой пламя охватит ваше тело, в то время как ваша одежда загорится задолго до достижения такой температуры. Например, изделия из нейлона загорятся при температуре 500°С, а изделиям из шерсти потребуется всего 230°С. Это означает, что при желании вы можете загореться даже на скорости 2500 км/ч. Разве это не удивительно?

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 %