Какова мощность двигателя совершившего работу 2000 дж за 4 секунды

За какое время двигатель мощностью 4 кВт совершит работу в 30 000 Дж?

Поскольку мощность P=4 кВт = 4000 Вт является отношением работы A= 30000 Дж ко времени t: P=A/t,

то отсюда можно найти время:

1 · Хороший ответ

Какой потенциальной энергией относительно Земли обладает тело массой 100 кг на высоте 10 м?

Потенциальная энергия высчитывается по формуле E = mgh, m — масса, g — ускорение свободного падения, h — высота. 100 *10 *10 = 10 000 Дж = 10КДж

2 7 · Хороший ответ

Если заполнить прочный баллон сжатым гелием, станет ли он легче?

Короткий ответ: нет.

И всё-таки точный ответ на этот вопрос будет зависеть от того, с какой стороны мы начнём на него отвечать. Так как речь идёт о сжатом гелии, то под баллоном следует понимать стальной сосуд для хранения и транспортировки газов под давлением.

Отвечаем на вопрос буквально

Если заполнить баллон чем угодно, то сам баллон (сама металлическая оболочка) ни легче, ни тяжелее от этого не станет. Баллон, если рассматривать его отдельно от его содержимого, как весил, условно, 65 килограммов, так и будет весить.

А если всё-таки серьёзно?

Снова идём точно по формулировке вопроса. Дано: прочный баллон и некоторое количество гелия, который нужно сжать и закачать в баллон.

Если подходить к постановке задачи так, как это положено в школе — упрощённо, — то баллон следует считать пустым. То есть внутри баллона вакуум.

Если мы в пустой баллон закачаем гелий, то масса полного баллона будет явно больше, чем пустого. В сорокалитровый баллон при рабочем давлении в 150 атмосфер вмещается 5500-6000 литров гелия (это объём, который газ занимал бы при нормальных условиях), а это, по моим расчётам, около килограмма.

Читайте также:  Какие двигатели переменного тока называются асинхронными двигателями

Фактически, мы положили в баллон ещё один килограмм — баллон стал тяжелее.

Другой вариант заполнения баллона

Очевидно, что если баллон не будет пустым, то от этого ничего особо не изменится. Что 40 литров воздуха (мы его вытесним гелием при заполнении), что 40 литров гелия (остатки после прошлой заправки) при нормальном давлении весят немного (7 граммов гелия или 50 — воздуха), так что при закачке баллона гелием до рабочего давления он снова станет тяжелее на тот же самый килограмм.

Но позвольте, воздушный шарик, наполеный гелием.

Да, если шарик надуть гелием он полетит вверх. Проверено десткими (и не очень) праздниками. Но станет ли он легче?

И да, и нет. Если мы будем рассматривать сферический шарик в вакууме, то наполненный гелием он станет тяжелее на массу закаченного в него газа, чем такая же пустая оболочка. Это будет очевидно, если в этом самом вакууме их взвесить. К слову, если такой же шар заполнить воздухом, то он (при равных объёмах) будет ещё тяжелее «гелиевого», потому что молярная маса воздуха больше. Однако, праздники редко проводят в вакууме (я ни одного не видел пока), поэтому шары ведут себя иначе.

Если мы накачаем шар воздухом, он начинает казаться легче и не падает на пол так же быстро, как его лопнувший собрат. Дело в том, что когда мы заполняем шар воздухом, его масса увеличивается, как и в примере выше, но при этом он одновременно увеличивается в объёме и его средняя плотность приближается к плотности воздуха, а значит архимедова сила начинает вносить больший вклад — шар медленнее «тонет» в воздушной среде. Вверх он не полетит и в воздухе не зависнет, потому что из-за резиновой оболочки его средняя плотность будет всегда чуть больше, чем у воздуха.

Читайте также:  Какой двигатель лучше для логана 8 клапанный или 16 клапанный

Шар, накачанный гелием, в свою очередь тоже увеличивается в объёме, но внутри у него уже более лёгкий газ. Средняя плотность шара становится меньше плотности окружающего воздуха, а значит архимедова сила становится больше веса шара — он начинает «всплывать». Примерно на этом принципе работал дирижабль Гиндебург, но только там использовался более дешёвый водород, который. Короче, это другая, грустная история. Как-нибудь в другой раз.

Почему тогда баллоны с гелием не становятся легче относительно воздуха?

Действительно, почему, ведь газ внутри легче, чем воздух снаружи? Вроде как получается такой же гелиевый шар из металла.

А дело в том, что при закачке гелия в баллон, его объём не изменяется, а значит и архимедова сила, которая в данном случае будет численно равна весу измещаемого баллоном воздуха, не увеличивается. Мы же, накачивая газ внутрь фиксированного объёма, только увеличиваем его вес. Увеличивается как масса баллона, так и вес. Мы же с вами знаем, что это не одно и то же, так ведь?

Или всё-таки становятся?

Теоретически, если баллон был заполнен сжатым воздухом, а потом мы умудрились полностью вытеснить его гелием при том же давлении (не уверен, что это можно провернуть с реальным баллоном с одним краном, но пусть это будет мысленный эксперимент), то в этом случае баллон действительно станет легче. При рабочем давлении в 150 атмосфер в баллон помешается 6 кубометров (или 6000 литров) газа. Любого. Это такой закон. Однако молярная масса воздуха больше, чем у гелия, так что воздуха в баллон пометится чуть меньше восьми килограммов, тогда как гелия всего оголо килограмма. То есть при таком замещении масса балона станет меньше почти на семь килограммов.

Читайте также:  Газель бизнес двигатель умз 4216 не работает на газу

Однако на практике одними и теми же баллонами для хранения разных газов не пользуются — прежде всего, из соображений соблюдения чистоты газов. Да и запорная арматура на баллонах тоже используется разная, а потому это, скорее, размышления вслух ради полноты ответа.

Резюмируем

Если в баллон закачать гелий, то он не станет легче, потому что в фиксированный объём мы добавляем дополнительную массу. Баллон с гелием сложно отличить от пустого на вес, потому что он становится тяжелее, но незначительно (всего на полтора процента где-то)

У слова «баллон» есть ещё значение «оболочка из прорезиненной хлопчатобумажной ткани или полимерного материала (майлар и др.), наполняемая газами легче воздуха; применяется в аэростатах, дирижаблях и др», однако в этом случае о сжатых газах речи не идёт. Да, давление в баллоне аэростата будет немного выше, чем атмосферное (иначе, он не будет держать форму, очевидно), но всё-таки это нельзя назвать заполнением сжатым гелием. В любом случае принцип работы баллонетов частично раскрыт в части про воздушные шарики.

И ещё одна ремарка: пожалуйста, проверьте за мной расчёты. Понятно, что главное — это донести идею, но ошибиться в цифрах для такой простой задачи будет обидно.

Источник

Adblock
detector