Energi del 2 värme

64  Download (0)

Full text

(1)

Energi del 2, Värme

1. En ångmaskin vars effekt är 700 kW använder per timme 500 kg kol, vars specifika förbränningsvärme är 30 MJ/kg. Hur stor är maskinens verkningsgrad?

2. Hur mycket energi krävs det för att smälta 200 g is som har temperaturen 00 C?

3. Hur länge måste en vattenkokare som levererar en effekt av 750 W stå för att koka bort (=förånga) 0,5 l vatten som har en temperatur av 200 C?

4. Hur stor värmemängd behövs för att värma upp 3,5 kg aluminium från +20 oC till +250 oC?

5. 2,0 liter vatten av temperaturen 20 0C tillförs en energi på 1,0 MJ med hjälp av en doppvärmare. Hur stor mängd vatten kommer att förångas?

6. Vattenånga av temperaturen 100 oC leds in i en kylare. Man räknar med att kylvattnets temperatur under strömningen ska stiga från +10 oC till +45 oC och att det kondenserade vattnet skall lämna kylaren med temperaturen +50 oC. Hur mycket kylvatten per timme behövs för att kondensera 8,0 kg vattenånga per timme? Kondensation antas ske vid +100 oC. 7. I en ismaskin produceras iskuber genom att nollgradigt vatten fryses till is. Maskinen

producerar 300 g is i minuten. Värme avges till det omgivande rummet som håller en

temperatur av 25 0C. Man kan visa att det arbete A som krävs för att bortföra värmemängden Q är enligt figuren till höger, där T1 är fryspunkten i kelvingrader T2 är omgivningens

temperatur i kelvingrader.

Hur stor effekt krävs för denna process? 8. Frivillig uppgift

Antag att ett kylskåp på en viss tid behöver 1 kWh elektrisk energi. På denna tid tas 2 kWh värme från kylskåpets innehåll.

a) Rita en schematisk bild över energiflödena och beräkna hur mycket värmeenergi som tillförs kylskåpets omgivning.

b) Av misstag lämnas en dag kylskåpsdörren öppen. Är köket varmare eller kallare när denna fadäs (=misstag) upptäcktes 10 timmar senare?

(2)

Facit

1. 0,17 2. 67 kJ 3. 29 min 4. 0,72 MJ 5. 0,39 liter 6. 135 l/min 7. 0,15 kW

8. a) Omgivningen tillförs 3 KW (bild se åt höger) b) Köket blir varmare enligt figuren

(3)

Lösningar

1. Anta att verkningsgraden är x. Räkna på 1 h. 700·1·3,6·106 = 500·30·106·x J ger x=0,17 2. E=csm=334·103·0,2=67 kJ

3.

Anta x sekunder. E=P·t=750t

Går till uppvärmning och förångning, dvs E=cmΔT+ckm=

4,18·103·0,5·0,998·(100-20)+ 0,5·0,998·2260·103=1,295 MJ

Detta ger att x=1,726·103 sekunder=29 min 4. E=cmΔT=0,90·103·3,5(250-20)=0,72 MJ 5. Anta x kg

E=cmΔT+ckm=

4,18·103·x·(100-20)+x·2260·103=1·106 J 2,594·106·x=1·106 J ger x=0,39 kg=0,39 liter 6. Anta x liter per timme

Upptagen värme= avgiven värme ger upptagen=4,18·103·x·0.998·(45-10) avgiven=2260·103·8+4,18·103·8(100-50) ger =135 liter/h 7. Q=E=csm P=0,15 kW 8. Frivillig uppgift

Antag att ett kylskåp på en viss tid behöver 1 kWh elektrisk energi. På denna tid tas 2 kWh värme från kylskåpets innehåll.

a) Omgivningen tillförs 3 kWh. b) Köket blir varmare enligt ovan

Figur

Updating...

Referenser

Relaterade ämnen :