	Главная страница	Суббота \| 07.12.2019 \| 09:57 \| RSS
	образовательный портал по физике

Меню сайта

Связь

Кнопка сайта

посмотреть другие

Опрос

Статистика

Онлайн всего: 5

Гостей: 5

Пользователей: 0

Задачи по физике

Главная » Банк задач по физике » Олимпиадные задачи

Задача по физике №777

	16.02.2013, 17:58
Условие КПД двигательной установки катера, состоящей из двигателя внутреннего сгорания и водомётного движителя, равен . Оцените нижнюю границу максимальной температуры в цилиндрах двигателя катера при его движении с постоянной скоростью, зная, что температура выхлопных газов равна , площадь сечения водозаборной трубы водомётного движителя , площадь сечения выбрасываемой из движителя струи воды , и в водозаборную трубу вода поступает со скоростью, равной скорости движения катера относительно воды. Решение Пусть — скорость движения катера относительно воды, — скорость выбрасываемой из движителя воды относительно катера, — масса воды, проходящей через движитель в единицу времени. Так как катер движется вперед, то, очевидно, , то есть попавшая в движитель вода ускоряется. Поэтому полезная мощность, развиваемая движителем, связана с созданием силы тяги $\begin{displaymath} F_{\rm т}=\Delta m\mathchoice{\displaystyle\frac{u-v}{\Delt... ...u-v}{\Delta t}}{\displaystyle\frac{u-v}{\Delta t}}=\mu (u-v). \end{displaymath}$ и равна: $\begin{displaymath} N_{\rm пол}=F_{\rm т}v=\mu (u-v)v. \end{displaymath}$ При этом мощность, затрачиваемая движителем, равна изменению кинетической энергии воды, проходящей через него в единицу времени: $\begin{displaymath} N_{\rm зат}=\mathchoice{\displaystyle\frac{\mu (u^2-v^2)}{2... ...rac{\mu (u^2-v^2)}{2}}{\displaystyle\frac{\mu (u^2-v^2)}{2}}. \end{displaymath}$ Тогда для КПД движителя имеем: $\begin{displaymath} \eta_{\rm движ}=\mathchoice{\displaystyle\frac{N_{\rm пол}}... ...}}{\displaystyle\frac{2v}{u+v}}{\displaystyle\frac{2v}{u+v}}. \end{displaymath}$ С учётом уравнения неразрывности струи воды, проходящей через движитель, $\begin{displaymath} vS_1=uS_2, \end{displaymath}$ для КПД движителя окончательно получаем: $\begin{displaymath} \eta_{\rm движ}=\mathchoice{\displaystyle\frac{2S_2}{S_1+S_... ...tyle\frac{2S_2}{S_1+S_2}}{\displaystyle\frac{2S_2}{S_1+S_2}}. \end{displaymath}$ Поскольку требуется найти нижнюю границу максимальной температуры в цилиндрах двигателя, то его КПД может быть оценен как КПД двигателя, работающего по циклу Карно: $\begin{displaymath} \eta_{\rm двиг}=\mathchoice{\displaystyle\frac{T_1-T_2}{T_1... ...ystyle\frac{T_1-T_2}{T_1}}{\displaystyle\frac{T_1-T_2}{T_1}}. \end{displaymath}$ КПД двигательной установки в целом равен произведению КПД двигателя и движителя: $\begin{displaymath} \eta=\eta_{\rm двиг}\cdot \eta_{\rm движ}=\mathchoice{\disp... ...tyle\frac{2S_2}{S_1+S_2}}{\displaystyle\frac{2S_2}{S_1+S_2}}. \end{displaymath}$ Отсюда искомая температура: $\begin{displaymath} T_1=\mathchoice{\displaystyle\frac{2T_2S_2}{2S_2-\eta(S_1+S... ...(S_1+S_2)}}{\displaystyle\frac{2T_2S_2}{2S_2-\eta(S_1+S_2)}}. \end{displaymath}$ Ответ $\begin{displaymath} T_1=\mathchoice{\displaystyle\frac{2T_2S_2}{2S_2-\eta(S_1+S... ...(S_1+S_2)}}{\displaystyle\frac{2T_2S_2}{2S_2-\eta(S_1+S_2)}}. \end{displaymath}$
1 2 3 4 5 Добавил: Евгений \| \| Теги: банк задач, задачи по физике, решение задач, олимпиадные задачи, онлайн задачи, олимпиады по физике
Просмотров: 2244 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Личный кабинет

Наука мира

Ссылки

Поиск