В электрическом органе ската возникает напряжение 150 В. Животное
способно в морской воде создавать импульс тока 20 А и длительностью 4 мс.
Какую массу углеводов М необходимо окислить для генерации подобного
импульса, если коэффициент полезного действия этого процесса 50%, а
удельная теплота сгорания углеводов 17106 Дж/кг?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся формулой:

Q = I U t,

где
Q - количество энергии, выделенное за время t,
I - сила тока,
U - напряжение,
t - время действия импульса.

Подставляем известные значения:

Q = 20 А 150 В 0.004 с = 120 Дж.

Теперь найдем массу углеводов, необходимую для выделения данного количества энергии:

Q = η m Qуг,

где
η - КПД процесса (50% = 0,5),
m - масса углеводов,
Qуг - удельная теплота сгорания углеводов.

Подставляем известные значения и находим массу углеводов:

120 Дж = 0,5 m 17 10^6 Дж/кг,
m = 120 Дж / (0,5 17 * 10^6 Дж/кг) = 0,00001412 кг = 0,01412 г.

Таким образом, для генерации импульса тока ската масса углеводов, которую необходимо окислить, составляет примерно 0,01412 г.