### Câu I
1. **Tính áp lực nước tại vòi phun, khối lượng nước phun ra và công cho một lần bóp cò.**
- **Áp lực nước tại vòi phun:**
\[
P = \frac{F}{S}
\]
Trong đó:
- \( F = 4,0 \, N \) (lực tác dụng)
- \( S = 2,0 \, cm^2 = 2,0 \times 10^{-4} \, m^2 \) (tiết diện pít-tông)
Tính áp lực:
\[
P = \frac{4,0}{2,0 \times 10^{-4}} = 20000 \, Pa
\]
- **Khối lượng nước phun ra:**
\[
V = S_{vòi} \cdot h
\]
Trong đó:
- \( S_{vòi} = 0,08 \, cm^2 = 0,08 \times 10^{-4} \, m^2 \)
- \( h = 2,0 \, cm = 0,02 \, m \)
Tính thể tích nước phun ra:
\[
V = 0,08 \times 10^{-4} \cdot 0,02 = 1,6 \times 10^{-6} \, m^3
\]
Khối lượng nước phun ra:
\[
m = \rho \cdot V = 1,0 \, g/cm^3 \cdot 1,6 \times 10^{-6} \, m^3 = 1,6 \times 10^{-3} \, kg
\]
- **Công cho một lần bóp cò:**
\[
A = F \cdot d
\]
Trong đó:
- \( d = 2,0 \, cm = 0,02 \, m \)
Tính công:
\[
A = 4,0 \cdot 0,02 = 0,08 \, J
\]
**Kết quả:**
- Áp lực nước tại vòi phun: \( 20000 \, Pa \)
- Khối lượng nước phun ra: \( 1,6 \, g \)
- Công cho một lần bóp cò: \( 0,08 \, J \)
2. **Tìm tốc độ nước ở vòi phun khi tác dụng lực có độ lớn 6,0 N vào cò súng.**
- Theo giả thiết, công làm dịch chuyển nước tỉ lệ với khối lượng nước và bình phương tốc độ nước:
\[
A \propto m \cdot v^2
\]
Từ đó, ta có:
\[
\frac{A_1}{A_2} = \frac{m_1 \cdot v_1^2}{m_2 \cdot v_2^2}
\]
- Với \( A_1 = 0,08 \, J \), \( A_2 = \frac{6,0 \cdot 0,02}{2,0} = 0,12 \, J \) (công cho lực 6,0 N)
- Khối lượng nước phun ra vẫn là \( 1,6 \, g \).
Tính tốc độ mới \( v_2 \):
\[
\frac{0,08}{0,12} = \frac{1,6 \cdot (6,3 \times 10^{-3})^2}{1,6 \cdot v_2^2}
\]
Giải phương trình:
\[
\frac{0,08}{0,12} = \frac{(6,3 \times 10^{-3})^2}{v_2^2}
\]
\[
v_2^2 = \frac{(6,3 \times 10^{-3})^2 \cdot 0,12}{0,08}
\]
\[
v_2 = \sqrt{\frac{(6,3 \times 10^{-3})^2 \cdot 0,12}{0,08}} \approx 7,5 \, mm/s
\]
**Kết quả:**
- Tốc độ nước ở vòi phun khi tác dụng lực 6,0 N: \( 7,5 \, mm/s \)
### Câu II
**Tính toán năng lượng và hiệu suất của hệ thống làm mát động cơ ô tô.**
1. **Tính năng lượng tỏa ra từ nhiên liệu:**
\[
Q = m \cdot H
\]
Trong đó:
- \( m = 0,80 \, kg \)
- \( H = 4,6 \times 10^6 \, J/kg \)
Tính năng lượng:
\[
Q = 0,80 \cdot 4,6 \times 10^6 = 3,68 \times 10^6 \, J
\]
2. **Tính cơ năng có ích:**
\[
W = 0,3 \cdot Q = 0,3 \cdot 3,68 \times 10^6 = 1,104 \times 10^6 \, J
\]
3. **Tính nhiệt lượng nước làm mát:**
\[
Q_{nước} = \dot{m} \cdot c \cdot \Delta T
\]
Trong đó:
- \( \dot{m} = 0,22 \, kg/s \)
- \( c = 4200 \, J/kg.K \)
- \( \Delta T = 80 - 30 = 50 \, K \)
Tính nhiệt lượng:
\[
Q_{nước} = 0,22 \cdot 4200 \cdot 50 = 4620 \, J/s = 4620 \, W
\]
4. **Tính thời gian thử nghiệm:**
\[
t = 5 \, phút = 300 \, giây
\]
5. **Tính tổng nhiệt lượng nước trong thời gian thử nghiệm:**
\[
Q_{tổng} = Q_{nước} \cdot t = 4620 \cdot 300 = 1386000 \, J
\]
**Kết quả:**
- Năng lượng tỏa ra từ nhiên liệu: \( 3,68 \times 10^6 \, J \)
- Cơ năng có ích: \( 1,104 \times 10^6 \, J \)
- Nhiệt lượng nước làm mát: \( 1386000 \, J \)
Hy vọng các bạn đã hiểu rõ về bài toán này!