Определите кинетическую энергию молекулы кислорода, если он находится под давлением 3.01 ам., а его плотность 2 кг / на метр в кубе; определить к.п.д. реактивного двигателя мощностью 4,6 ГМВТ, расходующего 1т. керасина за 50 мин.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения кинетической энергии молекулы кислорода необходимо знать его скорость. Для этого воспользуемся формулой идеального газа: PV = 1/3 m*v^2.

Из условия известно, что P = 3.01 атм = 3.01 1.013 10^5 Па и плотность р. = 2 кг/м^3 = 2000 г/м^3. Подставим данные в формулу и найдем скорость v:

3.01 1.013 10^5 = 1/3 2000 v^2
v^2 = (3.01 1.013 10^5 * 3) / (2000) = 4568.4
v = √4568.4 = 67.6 м/с

Теперь можем найти кинетическую энергию молекулы кислорода:
E_kin = 1/2 m v^2 = 1/2 32 10^-3 * 67.6^2 = 74.37 Дж

КПД реактивного двигателя можно найти по формуле: КПД = (работа на валу) / (теплота сгорания топлива).

Дано, что мощность двигателя P = 4.6 ГВт = 4.6 10^9 Вт, теплота сгорания топлива Q = 1 т. керосина = 1 10^6 кДж и время работы реактивного двигателя t = 50 мин = 50 * 60 = 3000 с.

Работа на валу W = P t = 4.6 10^9 3000 = 1.38 10^13 Дж

Теперь можно найти КПД:
КПД = W / Q = (1.38 10^13) / (1 10^6) = 13800

КПД реактивного двигателя равен 13800.