2019-06-26
Зерносушилка имеет скорость движения ленты транспортёра 15 см в минуту, ширину ленты 1 м 20 см и стерилизует зерно слоем толщиной 7 мм. При этом зерно нагревается от 15 до $65^{ \circ} С$. Сколько лопат зерна нужно было перекидать на солнце, чтобы проверять такое же количество зерна, какое сушилка перерабатывает за сутки? Удельная теплоёмкость зерна равна $1,54 кДж/кг \cdot ^{ \circ}С$, в лопату помещается 3 л зерна, которое подкидывают на высоту 2 м.
Решение:
1) Длина ленты транспортёра $L = vt$, где $t = 1$ сутки, $v$ - скорость движения ленты.
Работа сушилки $A_{сушилки} = Q_{нагрева \: зерна} = Cm_{1} \Delta T = C \rho V_{1} \Delta T = C \rho a b vt \Delta T$, где $a$ -ширина ленты транспортера, $b$ - толщина слоя зерна, который нужно стерилизовать, $\rho$ -плотность зерна.
2) Работа по подкидыванию зерна на высоту $h$ равна $A_{лопатой} = z m_{2} gh = z \rho V_{2} gh$, где $z$ -то количество взмахов лопатой, которое нужно было сделать, а $V_{2}$ - объем, который вмещает лопата.
3) $A_{сушилки} = A_{лопатой}, C \rho abvt \Delta T = z \rho V_{2}gh, z = \frac{Cabvt \Delta T}{V_{2}gh } = \frac{1,54 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot ^{ \circ}С} 0,007 м \cdot 1,2 м \cdot 0,15 м \cdot 24 \cdot 60 \cdot (65-15)^{ \circ} С}{3 \cdot 10^{-3} м^{3} \cdot 9,8 \frac{м}{с^{2}} \cdot 2 м} = 2 376 000$.
Ответ: 2 376 000 взмахов лопатой нужно было сделать, что просушить такое же количество зерна на солнце.