Какое количество снега,имеющего температуру -5, растает под колесами автомобиля,если он

буксует в течение 30 сек?Мощность автомобиля 20кВт,а на буксовку уходит 80% всей мощности двигателя.

Для того чтобы рассчитать, сколько снега растает под колесами автомобиля, необходимо учесть несколько факторов: мощность, расходуемая на буксование, температура снега, удельная теплотворная способность снега и время буксования. Рассмотрим пошагово.

Дано:

• Мощность автомобиля: 20 кВт.
• 80% мощности уходит на буксование: $20 \times 0.8 = 16 \, \text{кВт}$.
• Время буксования: 30 секунд.
• Температура снега: -5°C.

Шаг 1. Определение количества энергии, выделяемой за 30 секунд.

Для начала определим, сколько энергии будет передано от автомобиля в виде тепла за 30 секунд. Мощность, которая уходит на буксование, составляет 16 кВт. Мощность в ваттах:
$16 \, \text{кВт} = 16000 \, \text{Вт}$.

Энергия, переданная за время $t$, вычисляется по формуле:

где $P$ — мощность, а $t$ — время. Время в секундах: $t = 30 \, \text{с}$.

Шаг 2. Теплотворная способность снега.

Чтобы растопить снег, нужна энергия для повышения его температуры до 0°C и затем для его плавления. При температуре снега -5°C для начала нужно его разогреть до 0°C, а затем растопить.

1. Количество энергии для повышения температуры снега: Для этого нужно учитывать удельную теплоёмкость снега. Удельная теплоёмкость льда (снега) примерно равна $c_{\text{лед}} = 2.1 \, \text{кДж/кг°C}$.

   Энергия, необходимая для нагрева массы снега $m$ от -5°C до 0°C:

   $$Q_{\text{нагрев}} = m \times c_{\text{лед}} \times \Delta T = m \times 2.1 \times 5 = 10.5 \, m \, \text{кДж}.$$

   Переведём в джоули:

   $$Q_{\text{нагрев}} = 10.5 \, m \times 1000 \, \text{Дж} = 10500 \, m \, \text{Дж}.$$

2. Количество энергии для плавления снега: Удельная теплота плавления льда $L_{\text{плавл}}$ составляет около $334 \, \text{кДж/кг}$. Энергия для плавления массы снега $m$:

   $$Q_{\text{плавл}} = m \times L_{\text{плавл}} = m \times 334 \times 1000 = 334000 \, m \, \text{Дж}.$$

Шаг 3. Суммарная энергия, необходимая для растапливания снега.

Суммарная энергия для растапливания снега будет суммой энергии на нагрев и плавление:

Шаг 4. Сравнение с энергией, выделенной автомобилем.

Теперь сравним, сколько снега растает за 30 секунд. Энергия, выделенная автомобилем за 30 секунд, составляет 480000 Дж. При этом для растапливания снега требуется $344500 \, m \, \text{Дж}$.

Решим уравнение для массы снега $m$:

Ответ:

При буксовании в течение 30 секунд под колесами автомобиля, мощность которого 20 кВт, растает около 1.39 кг снега.