Сколько времени потребуется для нагревания воды массой 2 кг от начальной температуры 10°С до кипения в электрическом чайнике с электрическим нагревателем мощностью 1 кВт, если его КПД равен 80 %? Какова сила тока в электрической спирали нагревательного элемента, если напряжение равно 220В?

Объяснение:

1)

Количество теплоты:

Q = c·m·(t₂-t₁) 4200·2·(100-10) = 756 000 Дж

2)

Работа тока:

A = N·t = 1000·t   Дж

3)

КПД = Q· / A

0,80 = 756 000/ (1000·t)

0,80 = 756 / t

t = 756 / 0,8 ≈ 945 с   или   t ≈ 16 мин

I = P / U = 1000 / 220 ≈ 4,5 А

СУ-5 — советская лёгкая самоходная артиллерийская установка (САУ) класса самоходных гаубиц, созданная на базе танка Т-26[1].

Являлась разработкой так называемого «малого триплекса», оптимизацией компоновки САУ, моделей СУ-5-1, СУ-5-2, СУ-5-3.

История

5 августа 1933 года было принято постановление РВС СССР «Система артвооружения РККА на вторую пятилетку», в котором предусматривалось создание «малого триплекса» (трёх типов артиллерийских орудий, установленных на единое шасси). Во исполнение этого решения, весной 1934 года Ленинградский завод опытного машиностроения № 185 имени С. М. Кирова начал разрабатывать самоходное артиллерийское орудие СУ-5 на шасси танка Т-26[1].

К осени 1934 года конструкторское бюро завода под руководством П. Н. Сячинтова изготовило три самоходно-артиллерийских установки: СУ-5-1, СУ-5-2 и СУ-5-3 — различавшихся, в основном, вооружением. Заводские испытания всех трёх машин с 1 октября до 29 декабря 1934 года[1].

Производство серийных СУ-5-2 было начато в конце 1935 года, когда сдали первые 4 машины из установочной партии. К лету 1936 года были выпущены еще 6 установок, две из которых отправили на войсковые испытания. К конца года собрали еще 20 единиц, после чего производство СУ-5-2 было прекращено и дальнейшие работы по программе «малый триплекс» были остановлены[1].

Варианты и модификации

СУ-5-2 на военном параде в Хабаровске, 1936 год

Экспериментальная САУ СУ-5-3

СУ-5-1 — вариант с 76-мм орудием обр. 1902/30 гг. Боекомплект — 8 снарядов. Поскольку по результатам испытаний были выявлены преимущества АТ-1, СУ-5-1 не приняли на вооружение[1].

СУ-5-2 — вариант с 122-мм гаубицей обр. 1910/30 гг. Боекомплект — 4 снаряда и 6 зарядов[1]. СУ-5-2 выпускались малой серией, всего был выпущен 31 экземпляр.

СУ-5-3 — вариант с 152-мм мортирой обр. 1931 г., изготовлен один опытный образец, который успешно заводские испытания в конце 1934 года и даже участвовал в параде на Красной площади. В 1935 году от серийного производства СУ-5-3 было решено отказаться, поскольку шасси танка Т-26 оказалось недостаточно прочным для нормальной эксплуатации орудия столь значительного калибра.

Эксплуатация и боевое применение

Летом 1938 года пять СУ-5-2 применялись РККА во время боевых действий у озера Хасан[3]. Хотя боевое применение СУ-5-2 из состава 2-й механизированной бригады РККА в боях у озера Хасан было непродолжительным, в документах военного командования отмечено, что самоходные орудия «оказали большую поддержку пехоте и танкам»[1].

В сентябре 1939 года одна батарея СУ-5 (из состава 32-й танковой бригады РККА) принимала участие в походе в Польшу, машины маршем 320 км, но в боевых действиях участия не принимали[1].

Наличие Т-26 СУ-5 в Красной армии на 1 июня 1941 года[4]

Принадлежность Категория Всего

2-я 3-я 4-я

ЗОВО 3 1 4 8

КОВО 5 3 1 9

ДВФ 8 3  11

Всего 16 7 5 28

Ещё 2 серийные машины были вне ВО и находились где-то в Ленинградской области, а все три прототипа — в музее в Кубинке. Информации об их распределении по воинским частям крайне мало. Известно, что на 1 мая 1941 года в 34-й танковой дивизии КОВО числились 3 "Т-26 СУ-5", из них только одна машина была бое две другие относились к 3-й категории.

В дальнейшем, после начала Великой Отечественной войны самоходки СУ-5 участвовали в боях лета 1941 года. Также, судя по журналу боевых действий 122 танковой бригады 54 армии, как минимум 2 Су-5 участвовали в боях в районе Синявино в сентябре 1941 года (судя по всему, это были те самые две установки, которые не числились в РККА к июню 1941).

Итак, что у нас есть:
масса воды = 50 кг
масса дров = 2 кг
удельная теплота сгорания дров = 10^7 дж/кг (из таблицы)
удельная теплоемкость воды = 4200 дж/кг*градус

Что происходит:
Вода нагревается, а дрова выделяют энергию. Но энергия одна и та же!

Формулы:
Кол-во теплоты для дров: Q = q*m
Кол-во теплоты для воды: Q = c*m*дельта t (изменение температуры, которое нам надо найти)

Получаем уравнение:
q*m = c*m*дельта t
10^7 дж/кг * 2 кг = 4200 дж/кг*градус * 50 кг * дельта t 
дельта t = (10^7 дж/кг * 2 кг) / 4200 дж/кг*градус * 50 кг
дельта t = 95 градусов (примерно)

ответ: 95 градусов.