В легендарном пулемёте «Максим» (известном многим Читателям по кинофильму «Чапаев») используется водяное охлаждение ствола. Ствол помещается в кожух, в который заливается вода. Ёмкость кожуха с водой `4` литра. Заряд пороха в патроне `3,1` грамма. Скорострельность пулемёта (количество выстрелов в минуту при непрерывной стрельбе) `600` выстр./мин. Оцените, через сколько секунд непрерывной стрельбы вода в кожухе закипит, если на нагревание воды идёт `20%` теплоты сгоревшего пороха, а начальная температура воды 20 градусов. Удельная теплота сгорания пороха `3,8` МДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

600 выстрелов в минуту = 10 выстрелов в секунду. На 1 выстрел уходит 3,1 г пороха, значит на 10 выстрелов соответственно 31 г. То есть в секунду сгорает 0, 031 кг пороха, выделяя при этом 0,031*3,8*10^6 = 117800 Дж теплоты. 20% этой энергии, то есть 3560 Дж идёт на нагревание 4 л (4 кг) воды.

Чтобы нагреть 4 кг воды от 20 градусов до температуры кипения, необходимо затратить энергию 4*4200*(100-20) = 1344000 Дж теплоты.

Разделив 1344000 Дж на 3560 Дж получим количество секунд, на протяжении которых будет длиться процесс нагревания воды до температуры кипения. t = 378 с = 6 мин 18 с.