Kvarkadabra forum

Živjo,
a bi mi lahko nekdo pomagal rešiti tile dve nalogi:

1. Svinčena krogla pade z višine 50 m na trdna tla. Ob udarcu se segreje za 2,5 K. Koliko odstotkov potencialne energije krogle se je porabilo za segrevanje? Specifična toplota svinca je 130J/kgK.

2. V žarnici je ravna žička z dolžino 2,0 cm in temperaturo 3000°C. Žička seva energijski tok 100W. Kolikšen je premer žičke, če seva kot črno telo?

Hvala že v naprej.

1) Bolj enostavno ne bi moglo biti. Sprememba potencialne energije je
\(\Delta W_p=mgh\)
sprememba notranje pa
\(\Delta W_n=m c \Delta T\)
Ce hoces delez, samo delis:
\(\frac{\Delta W_n}{\Delta W_p}=\frac{c \Delta T}{gh}=66\%\)

2) Ker ves temperaturo, ves gostoto energijskega toka na povrsini:
\(j=\sigma T^4\)
Energijski tok je seveda gostota energijskega toka krat ploscina povrsine, ki je pa plasc valja:
\(P=jS=2\pi r l j=2\pi r l \sigma T^4\)
neznanka je r (oziroma 2r, ker sprasujejo po premeru), kar lahko direktno izrazis:
\(2r=\frac{P}{\pi l \sigma T^4}\)

Najlepša hvala.

A bi lahko še tole:

Parni stroj prejema toploto pri 350°C in jo oddaja pri 100°C. Pri višji temperaturi sprejema 12 kW moči, koristna oddana moč pa je 3 kW. Kolikšen je izkoristek stroja? Kolikšen del idealnega izkoristka je to?

* Problem mi dela enačba za izkoristek.

Hvala.

No izkoristek je ocitno 25%. Idealni izkoristek dobis pa iz formule za izkoristek Carnotovega stroja - temperaturi sta pa podani.

250/350=0,71 ?

Je to potem 35% idealnega izkoristka?

Narobe, izkoristek je odvisen od absolutne temperature in je torej nujno v Kelvinih.

oprost, ampak moram preverit:

523K/623K =84%

To je 30% idealnega izkoristka?

Ne, tukaj si spet uporabil 100°C nekje namesto 373 K. Uporabi raje to formulo: \(\eta = 1-(\frac{T_{odd}}{T_{prej}})\)
Idealni izkoristek je \(\eta\) = 40,1% kar pomeni, da je izkoristek 62,3% idealnega.

Aja, jz sem pa delil razliko temperature (250K) s prejeto.
Zdj mi pa prav pride, hvala.

Ja sej to je prav. Razlika temperatur deljena z visoko temperaturo. Samo zgoraj imas 523K v stevcu namesto 250K.

Lahko še to potem pa vam dam za nekaj časa mir?:

V zamrzovalniku zmrzne v 10 minutah 250 g vode s temperaturo 0°C. Kolikšno moč ima motor hladilnika? Specifična talilna toplota ledu je 334 kJ/kg. Temperatura v zamrzovalniku je -5°C, v kondenzatorju 25°C, hladilnik pa deluje desetkrat slabše od idealnega.

Hvala

Po vrsti. Iz podatkov o vodi v hladilniku lahko direktno izracunas, s kaksno mocjo moras hladit: \(P=Q/t=m q_t/t\). Iz zgornje in spodnje temperature lahko izracunas idealni izkoristek, s cimer potem poznas tudi dejanski izkoristek (10x manjsi). Iz tega potem dobis, koliko moci res rabis, da dobis po uporabi izkorstika tisti zgornji P.

aha, potem je moč = 139,2 W, izkoristek= 30K/298K=0,10 ???

Dejanski izkoristek je potem 0,01, to pomeni da je moč 10x večja?

Hm... izkoristek hladilnika je ponavadi definiran drugace - ne kot toplotni stroj ampak kot razmerje med odvzeto toploto na mrzli strani in porabljenim (elektricnim) delom. Zato formula za izkoristek toplotnega stroja ne bo pravilna. Poglej si malo po zapiskih kako gre za hladilnik.