Question

В пулемёте «Максим» используется водяное охлаждение ствола. Ёмкость кожуха с водой 4 литра. Вода в кожухе закипает через 57 се- кунд непрерывной стрельбы. Оцените скорострельность пулемёта (ко- личество выстрелов в минуту при непрерывной стрельбе), если на нагревание воды идёт 20% теплоты сгоревшего пороха. Масса пороха в патроне 3,1 грамма. Удельная теплота сгорания пороха 3,8 МДж/кг. Начальная температура воды 20 C .

Answer 1

Чтобы нагреть воду надо 336 кДж
А раз там только 20%, так и все 1680
Или же 0.442 кг. пороха.
Другими словами, надо 143 патрона.
Все это за 57/60 минуты, итого 150 выстрелов в минуту.
Что в 4 раза меньше паспортной. Так что кто-то налажал - либо я, либо авторы задачи.
А! Я налажал. 4 литра же! тогда 600, да.

Answer 2

Для оценки скорострельности пулемета, нам необходимо вычислить количество пороха, которое сгорает за 57 секунд непрерывной стрельбы, а затем определить количество выстрелов в минуту.

1. Рассчитаем количество сгоревшего пороха за 57 секунд непрерывной стрельбы. Масса пороха в патроне: 3,1 г Масса пороха, сгорающего за 1 секунду: (3,1 г / 57 сек) ≈ 0,054 г/сек

2. Определим количество выстрелов в минуту при непрерывной стрельбе. Для этого нам необходимо знать, сколько грамм пороха сгорает за один выстрел. Предположим, что каждый выстрел сопровождается сгоранием 0,054 г порошка. Тогда количество выстрелов в минуту будет равно: (4 л * 1000 мл/л * 1 г/мл) / (0,054 г/сек * 60 сек/мин) ≈ 12346 выстрелов/минуту

3. Учтем, что на нагревание воды идет 20% теплоты сгоревшего пороха. Удельная теплота сгорания пороха: 3,8 МДж/кг = 3,8 * 10^6 Дж/кг Масса сгоревшего пороха за 57 секунд: 0,054 г/сек * 57 сек ≈ 3,07 г Количество теплоты, выделяемое сгоревшим порохом: 3,07 г * 3,8 * 10^6 Дж/кг ≈ 11,66 МДж

4. Определим количество теплоты, которое идет на нагревание воды: 20% от выделенной теплоты: 0,2 * 11,66 МДж ≈ 2,33 МДж

5. Учтем, что начальная температура воды составляет 20 °C (293 К).

Теперь мы можем рассчитать изменение температуры воды в кожухе пулемета.

Для этого воспользуемся формулой: Изменение теплоты = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Изменение теплоты = 4 л * 1000 г/л * 4,186 Дж/(г * К) * изменение температуры

2,33 МДж = 16,744 кг * изменение температуры

изменение температуры = 2,33 МДж / 16,744 кг ≈ 139,24 К

Таким образом, температура воды в кожухе пулемета возрастает на примерно 139,24 К за 57 секунд непрерывной стрельбы.

В итоге, скорострельность пулемета составляет примерно 12346 выстрелов в минуту при непрерывной стрельбе.