Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Глубина колодца, \( h = 30 \) м
- Время откачки, \( t = 0.5 \) ч = \( 0.5 \times 3600 = 1800 \) с
- Мощность электродвигателя, \( N = 5 \) кВт = \( 5000 \) Вт
- КПД насоса, \( \eta = 70\% = 0.7 \)
- Ускорение свободного падения, \( g = 10 \) м/с²
Шаг 1. Определение полной работы электродвигателя
Работа электродвигателя — это сумма полезной работы по подъему воды и потерь на КПД.
- Мощность электродвигателя \( N \) — это мощность, затрачиваемая на работу.
- Общая работа этими затратами за время \( t \):
\[ A_{общ} = N \times t \]
Подставим числа:
\[
A_{общ} = 5000 \, \text{Вт} \times 1800 \, \textс} = 5000 \times 1800 = 9\,000\,000 \, \text{Дж}
\]
Ответ по полной работе электродвигателя:
\[ \boxed{A_{общ} \approx 9000\, \text{кДж} = 9000\, \text{МДж}} \]
Но в условии нужно округлить до целых и выразить в МДж, следовательно:
\[ \boxed{9000\, \text{МДж}} \]
Шаг 2. Определение массы поднятой воды
Полезная работа — это энергия, затраченная на поднятие объема воды на глубину \( h \):
\[ A_{полезная} = m \times g \times h \]
Общая работа (с учетом КПД):
\[ A_{общ} = \frac{A_{полезная}}{\eta} \]
Выразим массу \( m \):
\[ m = \frac{A_{общ} \times \eta}{g \times h} \]
Подставим числа:
\[ m = \frac{9\,000\,000 \times 0.7}{10 \times 30} = \frac{6\,300\,000}{300} = 21\,000 \text{ кг} \]
Переведем в тонны (\( T \)):
\[ T = 21\,000 \text{ кг} \div 1000 = 21 \text{ т} \]
Ответ (масса воды):
\[ \boxed{21 \text{ т}} \]
Итоговые ответы:
- Полная работа электродвигателя: 9000 МДж
- Масса воды, которую можно поднять: 21 т
Если возникнут дополнительные вопросы или нужно более подробное объяснение — обращайтесь!