епловая машина выполняет работу по подъему ящиков. Она состоит из цилиндрического сосуда с легким поршнем, под которым находится кипящая вода при температуре несколько большей, чем t=100 градусов цельсия. Ящик массой m=50 кг ставят на поршень и медленно поднимают. Наверху ящик снимают с поршня, а пар выпускают. Вода в кипящем состоянии поддерживается нагревателем с КПД 10%, работающим на угле. Сколько ящиков можно поднять на высоту 1 м, если сжечь 12 килограммов угля? Теплота испарения воды r= 2,2 *107 кДЖ/кг атмосферное давление p=10^5 Па, площадь поршня S=o.5 м^2, удельная теплота сгорания угля 29 МДж/кг.

Атмосферное давление на ртуть в чашке уравновешивается давлением столба ртути в трубке.

Следовательно, высота столба ртути в трубке равна 75 см или 750 мм.

Проверим.

1 мм рт. ст. ≈ 133,3 Па

Тогда 750 мм рт. ст. = 750 · 133,3 = 99975 (Па)  

        рₐ = p = ρgh,  где ρ = 13600 кг/м³ - плотность ртути

                               g = 9,8 Н/кг - ускорение свободного падения

                               h - высота столба ртути, м

Тогда:

        h = pₐ/ρg = 99975 : (13600 · 9,8) ≈ 0,75 (м) = 75 (см)

Объяснение:

Высота подъема ракеты:

H₁ =  a·t²/2   или

H₁ = 2t²             (1)

Координата x снаряда:

x = t·V₀·cos α

Считая x = L = 9 000 м

имеем:

cos α = 9000 / (400·t)

cos α = 9000 / (400·t) = 22,5 / t

sin α = √ (1 - (22,5/t)²) = √ (1 - 500/t²)

Координата Y снаряда:

Y = t·V₀·sinα - gt²/2 = t·400·√ (1 - 500/t²) - 5·t²   (2)

Приравняем  (2)  и (1)

t·400·√ (1 - 500/t²) - 5·t²  = 2t²

400·√ (1 - 500/t²) = 7·t

Отсюда: снаряд попадет в ракету через:

t = 25 c

Тогда угол:

cos α =22,5 / t  = 22,5/25 = 0,9

α = 25°