Дано: масса воды m_вода = 1,5 л ≈ 1,5 кг, начальная температура T₀ = 20 °C, температура кипения T_кип = 100 °C,
затрачено топливо m_{керосин} = 30 г = 0,03 кг, доля полезной энергии η = 50% = 0,5, удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°C),
удельная теплота сгорания керосина Q_кер ≈ 43·10⁶ Дж/кг, удельная теплота парообразования воды L = 2,26·10⁶ Дж/кг.

Теплота, полученная водой: Q_{полезная} = η · m_кер · Q_кер = 0,5 · 0,03 · 43·10⁶ ≈ 645 000 Дж

Сначала нагреваем воду до кипения:
Q_нагрев = m_вода · c · ΔT = 1,5 · 4200 · (100 − 20) = 1,5 · 4200 · 80 ≈ 504 000 Дж

Остаток энергии ушёл на испарение:
Q_{испарение} = Q_{полезная} − Q_нагрев = 645 000 − 504 000 ≈ 141 000 Дж

Масса испарившейся воды: m_испар = Q_{испарение} / L = 141 000 / 2,26·10⁶ ≈ 0,0624 кг ≈ 62 г

Ответ: испарилось ≈ 62 г воды

Дано: вода, начальная температура T₀ = 20 °C, удельная теплота парообразования L = 2,26·10⁶ Дж/кг,
коэффициент преобразования механической энергии в теплоту η = 50% = 0,5. Нужно найти минимальную скорость v капель.

Пусть масса одной капли m, тогда при столкновении две капли: общая механическая энергия
E_мех = 2 · ½ · m · v² = m·v²

Полезная энергия для испарения: E_тепл = η · E_мех = 0,5 · m·v²

Эта энергия должна обеспечить полное испарение двух капель:
E_тепл = 2 · m · L → 0,5 · m·v² = 2 · m · L

Сокращаем массу: 0,5·v² = 2·L → v² = 4·L → v = √(4·L) = 2·√L

Подставляем число: v = 2 · √(2,26·10⁶) ≈ 2 · 1503 ≈ 3006 м/с

Ответ: минимальная скорость ≈ 3,0·10³ м/с

Дано: масса грузовика m = 12 т = 12 000 кг, расстояние S = 1300 км = 1 300 000 м, коэффициент сопротивления движения k = 0,05, КПД двигателя η = 0,39,
масса дизельного топлива залита M_{топливо} = 600 л ≈ 480 кг (плотность дизеля 0,8 кг/л), удельная теплота сгорания дизеля Q = 42·10⁶ Дж/кг.

Сила сопротивления движения: F = k·m·g = 0,05 · 12 000 · 10 = 6000 Н

Работа на преодоление сопротивления: A = F · S = 6000 · 1 300 000 = 7,8·10⁹ Дж

С учётом КПД двигателя, энергия топлива, затраченная на преодоление сопротивления:
E_{топливо} = A / η = 7,8·10⁹ / 0,39 ≈ 2·10¹⁰ Дж

Масса израсходованного топлива: m_расход = E_{топливо} / Q = 2·10¹⁰ / 42·10⁶ ≈ 476 кг ≈ 595 л

Исходно было 600 л → осталось в баках: 600 − 595 ≈ 5 л

Ответ: по прибытии в Донецк в баках осталось ≈ 5 л дизельного топлива

По­лез­ная ра­бо­та, ко­то­рую вы­пол­ня­ет дви­га­тель, равна

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при сго­ра­нии топ­ли­ва

КПД дви­га­те­ля

Такое зна­че­ние удель­ной теп­ло­ты сго­ра­ния топ­ли­ва имеет ди­зель­ное топ­ли­во.

Ответ: На ди­зель­ном топ­ли­ве.

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при сго­ра­нии топ­ли­ва

КПД дви­га­те­ля равно

Тогда масса при­род­но­го газа равна

Ответ: 10 г.

По­лез­ная ра­бо­та, ко­то­рую вы­пол­ня­ет дви­га­тель, равна

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при сго­ра­нии ке­ро­си­на

КПД дви­га­те­ля

Ответ: 9,6 кВт.

По­лез­ная ра­бо­та, вы­пол­нен­ная дви­га­те­лем, равна

Время дви­же­ния ав­то­мо­би­ля

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при сго­ра­нии бен­зи­на,

КПД дви­га­те­ля

Объ­еди­няя фор­му­лы, по­лу­ча­ем:

Ответ: 23 м/с.

По­лез­ная ра­бо­та, вы­пол­нен­ная дви­га­те­лем, равна

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся при сго­ра­нии бен­зи­на,

КПД дви­га­те­ля

Объ­еди­няя фор­му­лы, по­лу­ча­ем:

Ответ: 6,1 л.