Хорошо, давай разбираться вместе. На фотографии записаны некоторые данные и вопрос, из которого можно понять, что нам нужно рассчитать массу воды. У нас есть мощность электронагревателя (N), время в течение которого он работает (t), и высота подъема воды (h).
Для начала мы можем найти работу, которую совершит насос, чтобы поднять воду на высоту h. Работа A связана с подъемом воды и рассчитывается как произведение массы воды (m), ускорения свободного падения (g, примерно 9.81 м/с²) и высоты подъема (h).
После этого мы можем найти количество тепла Q, переданное электронагревателем воде. Это будет произведение мощности нагревателя (N) на время его работы (t). Здесь важно время перевести в секунды, так как мощность в киловаттах, и получить работу в джоулях.
Имея оба этих значения, мы можем приравнять работу насоса к количеству тепла, т.к. можем предположить равенство вложенной работы и полученной энергии (если не учитывать потери). Теперь нужно только выразить массу воды m и рассчитать её.
Давай поработаем над цифрами:
Рассчитаем количество тепла Q:
N = 10 кВт = 10000 Вт (ватт - основная единица измерения мощности в системе СИ)
t = 30 мин = 30 * 60 сек = 1800 сек
Q = N * t = 10000 Вт * 1800 сек = 18000000 джоулей
Рассчитаем работу A для подъема воды:
A = m * g * h, где g ≈ 9.81 м/с², h = 50 м
Так как нам неизвестна масса, оставим её как m.
Теперь приравниваем эти два значения:
A = Q
m * g * h = 18000000 джоулей
Отсюда выражаем массу:
m = Q / (g * h) = 18000000 джоулей / (9.81 м/с² * 50 м) ≈ 36735.98 кг
Итак, масса воды примерно равна 36736 кг (или 36.736 тонн), если не брать в расчет потери энергии и считать процесс идеальным.
