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?
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: \(2r=\frac{P}{\pi l \sigma T^4}\)
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?
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.
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.
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.
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.
