Протягом 1 хвилини трактор буксував на засніженій дорозі. Яка кількість снігу розтала протягом цього часу, якщо
Протягом 1 хвилини трактор буксував на засніженій дорозі. Яка кількість снігу розтала протягом цього часу, якщо температура повітря становила -5 °C, а потужність, необхідна для буксування, становила 15 кіловаттів?
Летучая_Мышь 35
Для розрахунку кількості розталого снігу, якщо трактор буксував протягом 1 хвилини, нам потрібно використовувати фізичні закони та величини.Спочатку ми можемо вирахувати теплову енергію, що виробилася внаслідок роботи трактора за цей період. Для цього нам необхідно врахувати потужність і тривалість роботи:
\[P = \frac{W}{t}\]
де \(P\) - потужність в кіловатах (\(15 \, \text{кВт}\)), \(W\) - вироблена роботою трактора енергія в джоулях, \(t\) - час в секундах (60 секунд).
Щоб перевести кіловати в джоулі, ми використовуємо співвідношення:
\[1 \, \text{кВт} = 1000 \, \text{Дж/с}\]
Отже, потужність трактора буде:
\[15 \, \text{кВт} = 15 \times 1000 \, \text{Дж/с} = 15000 \, \text{Дж/с}\]
Тепер ми можемо використати другий закон Термодинаміки, щоб визначити кількість розталого снігу.
Згідно зі зв"язком між тепловою енергією, силою поту (роботою) і кількістю розталого снігу:
\[Q = ml\]
де \(Q\) - теплова енергія (\(W\) в нашому випадку), \(m\) - маса (кількість) розталого снігу, \(l\) - латентна теплота плавлення снігу. Латентна теплота плавлення снігу дорівнює 333 500 Дж/кг.
Тепер застосуємо цю формулу до нашої задачі:
\[15000 \, \text{Дж/с} = m \times 333500 \, \text{Дж/кг}\]
У нас є всі величини, крім маси розталого снігу \(m\), тому ми можемо вирішити це рівняння для \(m\):
\[m = \frac{15000 \, \text{Дж/с}}{333500 \, \text{Дж/кг}}\]
Після обчислення отримуємо значення:
\[m \approx 0.045 \, \text{кг}\]
Таким чином, за 1 хвилину кількість розталого снігу складає приблизно 0.045 кг.