Дано:
- Сила тяги одного двигателя F = 37 кН = 37 000 Н
- Количество двигателей N = 4
- Расстояние S = 30 000 км = 30 000 000 м
- Удельная теплота сгорания топлива q = 40 МДж/кг = 40 000 000 Дж/кг
- КПД двигателя η = 44 % = 0,44
Найти: массу топлива, необходимую для преодоления расстояния 30 000 км.
Решение:
1. Рассчитаем общую силу тяги, развиваемую всеми четырьмя двигателями:
F_общ = F * N = 37 000 Н * 4 = 148 000 Н
2. Рассчитаем работу, которую должен совершить лайнер для преодоления расстояния 30 000 км:
A = F_общ * S = 148 000 Н * 30 000 000 м = 4 440 000 000 000 Дж = 4,44 * 10^12 Дж
3. Учитывая КПД двигателя, полезная энергия, получаемая от сгорания топлива, составит:
E_полезная = A / η = (4,44 * 10^12 Дж) / 0,44 = 1,01 * 10^13 Дж
4. Теперь найдем массу топлива, необходимую для получения энергии E_полезная. Для этого используем удельную теплоту сгорания:
m_топлива = E_полезная / q = (1,01 * 10^13 Дж) / (40 000 000 Дж/кг) = 252 500 кг
Ответ: масса топлива, необходимая для преодоления расстояния 30 000 км, составляет 252 500 кг.