Паровая катапульта на авианосце

Question

На авианосцах для сокращения длины разбега самолёта часто применяют паровую катапульту — трубу длиной $90$ м с подвижным поршнем диаметром $25$ см, к которому прикрепляется разгоняемый самолёт. Поршень разгоняется поступающим паром. Считая, что массой поршня можно пренебречь, трения нет, процесс расширения пара носит изобарический характер при избыточном по отношению к атмосферному давлении $5{,}9$ МПа, температура пара равна $550$ К, а молярная масса $18$ г/моль, найдите:

Массу пара, которая потребуется на разгон самолёта (в килограммах с точностью до целых).
Скорость (в метрах в секунду с точностью до десятых), которую приобретёт самолёт массой $29$ т на конце катапульты (силу тяги двигателей самолёта учитывать не надо).
На какое расстояние в километрах (с точностью сотых) эта катапульта забросила бы автомобиль массой $1{,}8$ т, бросая его под углом $\alpha=35^\circ$ к горизонту?
Какую массу мазута (с точностью сотых) надо сжечь, чтобы произвести такое количество пара из воды при температуре $20$ °C? Считайте, что при сгорании $1$ кг мазута выделяется $41200$ кДж теплоты, и вся она идёт на производство пара; теплоёмкость воды $4{,}2$ кДж/(кг$\cdot$К); удельная теплота парообразования $2260$ кДж/кг.

Атмосферное давление и сопротивление воздуха не учитывать. Ускорение свободного падения $g=9{,}8$ м/с$^2$, универсальная газовая постоянная $R=8{,}31$ Дж/(моль$\cdot$К).

Accepted Answer

1) $m_{пара} = 102{,}65 \pm 1{,}03$ кг; 2) $v = 42{,}4 \pm 0{,}42$ м/с; 3) $S = 2{,}777 \pm 0{,}028$ км; 4) $m_{мазута} = 6{,}468 \pm 0{,}065$ кг.

Паровая катапульта на авианосце

Похожие задачи