Угольную шахту глубиной 190 м частично затопило водой. Для спасения шахтёров нужно выкачать хотя бы 125 м3 воды. Для этой цели используют насосы общей мощностью 14,7 кВт. За какое время насос откачает необходимый для спасения шахтёров объём воды?
от

1 Ответ

Дано:
- Мощность насосов (P) = 14.7 кВт = 14,700 Вт
- Глубина шахты (h) = 190 м
- Необходимый объем воды (V) = 125 м³

Найти:
Время (t), за которое насос откачает необходимый объем воды.

Решение:
Мощность (P) насосов выражается в джоулях в секунду (Вт). Пусть время, необходимое для откачивания объема воды V, равно t секунд.

Эффективная работа насосов (работа по выкачиванию воды) равна работе против силы тяжести, преодолеваемой во время подъема воды из глубины шахты.

Работа (работа насосов) = мощность * время = P * t

Для подъема воды высотой h против силы тяжести (g) работа, необходимая для выкачивания объема воды (V) из шахты, равна:

Работа = m * g * h

где m - масса воды (m = V * ρ), ρ - плотность воды (принимаем 1000 кг/м³), g - ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с²).

Таким образом,
P * t = V * ρ * g * h

Из этого уравнения мы можем выразить время t, необходимое для откачки требуемого объема воды V:

t = (V * ρ * h) / P

Подставляя известные значения:
t = (125 * 1000 * 190) / 14,700

Вычисляем:
t ≈ (23,750,000) / 14,700
t ≈ 1615 секунд

Ответ:
Необходимое время для откачки 125 м³ воды из шахты составляет примерно 1615 секунд (или около 27 минут и 10 секунд).
от