в топке паровоза сожгли 1.5 кг дров с удельной теплотой сгорания 0, 42.10^7 Дж/кг, при этом была совершена полезная работа 18, 9 МДж определить КПД поровоза
Будем рассматривать процесс со стороны воздуха, находящегося в трубке. Сразу отметим, что этот процесс можно считать изотермическим.
Найдем давление воздуха в трубке в первом случае. К атмосферному давлению добавляется давление столба ртути (этот столб пытается как бы стечь вниз, тем самым он сдавливает воздух). То есть давление воздуха в первом случае: , где - высота столба ртути. Во втором же случае наоборот - столбец старается выйти наружу, тем самым ослабляя давление на воздух, поэтому , где - новая высота столба ртути. В первом случае воздух занимал объем , где - площадь поперечного сечения трубки, а - длина трубки. Для второго случая: ;
Было отмечено, что процесс можно считать изотермическим. Поэтому справедливо соотношение: ; Подставляя наши результаты, получаем: ; Раскрыв скобки, приходим к квадратному уравнению: ; Давление - можно считать в миллиметрах ртутного столба. Поэтому удобно домножить уравнение на : ; Теперь все можно заменить на миллиметры ртутного столба: ; Решая, получаем высоту , равную приблизительно метров или см.
Будем рассматривать процесс со стороны воздуха, находящегося в трубке. Сразу отметим, что этот процесс можно считать изотермическим.
Найдем давление воздуха в трубке в первом случае. К атмосферному давлению добавляется давление столба ртути (этот столб пытается как бы стечь вниз, тем самым он сдавливает воздух). То есть давление воздуха в первом случае:
, где
- высота столба ртути. Во втором же случае наоборот - столбец старается выйти наружу, тем самым ослабляя давление на воздух, поэтому
, где
- новая высота столба ртути. В первом случае воздух занимал объем
, где
- площадь поперечного сечения трубки, а
- длина трубки. Для второго случая:
;
Было отмечено, что процесс можно считать изотермическим. Поэтому справедливо соотношение:
; Подставляя наши результаты, получаем:
; Раскрыв скобки, приходим к квадратному уравнению:
; Давление
- можно считать в миллиметрах ртутного столба. Поэтому удобно домножить уравнение на
:
; Теперь все можно заменить на миллиметры ртутного столба:
; Решая, получаем высоту
, равную приблизительно
метров или
см.
ответ:
см