1.153. В кожухе станкового пулемета налито m = 4 кг воды при температуре t₁ = 0 °C. Скорость стрельбы n = 10 выстрелов в секунду. Заряд пороха в патроне m = 3,2·10⁻³ кг. За какое время выкипит половина воды в кожухе при непрерывной стрельбе? На нагревание ствола идет 30% теплоты, выделившейся при сгорании пороха.

Используем удельную теплоту сгорания пороха \(q\approx3.0\cdot10^7\) Дж/кг, удельную теплоёмкость воды \(c=4200\) Дж/(кг·°C) и теплоту парообразования \(L=2.3\cdot10^6\) Дж/кг. Считаем, что 30% теплоты получает ствол, а оставшиеся 70% — вода.

1. Чтобы выкипела половина воды, масса испарившейся воды должна быть 2 кг. Требуемая теплота: \(Q=2[c(100-0)+L]=2(4200\cdot100+2.3\cdot10^6)=5.44\cdot10^6\) Дж.
2. За секунду сгорает порох массой \(nm=10\cdot3.2\cdot10^{-3}=0.032\) кг. Вода получает \(P=0.70\,nmq=0.70\cdot0.032\cdot3.0\cdot10^7=6.72\cdot10^5\) Дж/с.
3. Время: \(t=Q/P\approx8.1\) с.

Ответ: примерно 8 с.