Инженерная олимпиада 2022, 9 класс, задача 1
В бензиновом двигателе каждую минуту сгорает г бензина. Одна четверть выделившейся теплоты идет на совершение двигателем работы, три четверти выделяются в виде тепла. Охлаждение двигателя осуществляется водой, текущей по трубке с площадью поперечного сечения см, опоясывающей двигатель. В установившемся режиме разность температур воды на входе и выходе из трубки равна . Считая, что все выделяющееся тепло поглощается охлаждающей водой, найти скорость воды в трубке. Удельная теплота сгорания бензина Дж/кг, удельная теплоемкость воды Дж/(кгК).
Ответ
За время в двигателе сгорает масса бензина , выделяя количество теплоты
Три четверти этого количества идут на нагревание охлаждающей воды. Если скорость воды в охлаждающей системе , то за это время через охлаждающую систему протекает масса воды
нагреваясь (по условию) на . Поэтому
Отсюда находим
Чтобы получить ответ в метрах в секунду, нужно подставлять в эту формулу все величины в системе СИ, в частности, м, кг/сек. Проводя вычисления, получим