При выстреле из пушки сгорает 20кг пороха. Масса снаряда 50кг, скорость вылета снаряда  800м/с, а  удельная теплота сгорания пороха 3,2 МДж/кг. Каков КПД пушки? ​

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться определением КПД (коэффициента полезного действия):

КПД = полезная работа / затраченная энергия.

В данном случае полезная работа это работа, совершенная силой, отталкивающей снаряд при выстреле из пушки. Затраченная энергия это энергия, которая выделится при сгорании пороха.

Для начала вычислим затраченную энергию с помощью следующей формулы:

Энергия = масса * удельная теплота сгорания.

Подставим значения:

Энергия = 20 кг * 3,2 МДж/кг

Переведем мегаджоули в Джоули, умножив на 10^6:

Энергия = 20 кг * 3,2 * 10^6 Дж/кг

Теперь рассчитаем полезную работу. Полезная работа равна кинетической энергии снаряда:

Кинетическая энергия = (масса * скорость^2) / 2

Подставим значения:

Кинетическая энергия = (50 кг * (800 м/с)^2) / 2

Рассчитаем эту формулу:

Кинетическая энергия = (50 кг * 640000 м^2/с^2) / 2

Кинетическая энергия = 16 млн Дж

Теперь можем найти значение КПД:

КПД = 16 млн Дж / (20 кг * 3,2 * 10^6 Дж/кг)

Упростим выражение:

КПД = 16 млн Дж / 64 млн Дж

КПД = 0,25 или 25%

Таким образом, КПД пушки составляет 25%. Это означает, что только 25% затраченной энергии на сгорание пороха превращается в полезную работу, в данном случае, в кинетическую энергию снаряда. Остальные 75% расходуются на другие виды энергии, например, на нагревание пушки и окружающей среды.