Mennyibe kerülne ideális körülmények között 1 kg víz a környezeténél 40°C-szal alacsonyabb hőmérsékleten tartása 30 napon keresztül?
1g víz 1°C hőmérséklettel való felmelegtése/lehűtése 1 kal vagyis 1 Joule.
1000 g, 40 °C esetén 168.000 Joule.
1 wattóra=3.600 Joule.
1 kilówattóra ára bruttó 36 Ft.
Számolhatok-e úgy,hogy átváltom az egészet,vagyis 168.000J=46,66W=0,0466kW = 1,68Ft?
Vagy ez az eredmény azért nem jó,mert nincs benne a 30 napon át hűtve tartás,vagyis be kéne szoroznom a másodpercre esső munkavégzést az idővel(3600*24*30)?Ez esetben viszont 4354559 Ft jön ki,ami borzasztó magas arra nézve ,hogy 1kg vizet 1 hónapig -10°C-ra hűtöttük.
Tehát,hogy tudok számolni a hőn tartással,ugyanúgy,mint ha folyton 40 °C-szal hűteném másodpercenként?
válasza:Alapvetően félreértetted a problémát: se az első, se a második számításod nem jó, és ennyi adatból nem is lehet kiszámolni (a szükséges adatokat pedig én nem tudom megbecsülni, ha nagyon szépen megkérsz, esetleg utána nézhetek).
Először is: 1 cal nem egyenlő 1 Joule-al; 1 cal = 4,184 J
Az az 1 kg víz úgy működik, hogy van egy egyszeri energiaigénye a 40 °C-al való lehűtésnek: ezt majdnem jól számoltad, de ha -10 °C-ra hűtöd le a vizet, akkor közben meg is fagyott, amihez több energiára van szükséged.
Utána pedig a víz arra törekszik, hogy a környezetétől vegyen fel hőt (hőenergiát), és te ezt akarod megakadályozni: ehhez arra lenne szükség, hogy tudjuk, hogy időegység alatt mennyi energiát vesz fel a víz a környezetétől (és ez triviálisan sokkal nagyobb érték, ha szabad levegőn van, mintha egy hőszigetelő tartályban).
válasza:A 30 °C-ról 10 °C-ra való lehűtés 3 fázisból áll:
1. A folyékony vizet hűtjük 3 °C-al, közben Q = c*m*dT energia szabadul fel, ez 125.460 Joule. (c = 4.182 kJ/(Kg*K) )
2. A 0 °C-os vizet lefagyasztjuk, közben Q = c*L energia szabadul fel, ez 337.000 Joule
3. A 0 °C-os vizet hűtjük 10 °C-al, közben Q = c*m*mdT energia szabadul fel, ez 21.140 Joule (c = 2.114 kJ/(Kg*K) )
Mindehhez összesen Q = 480.3 kJ energia szükséges.
+ A kérdésedben a mértékegységeket nagyon kevered. A cal/Joule átváltás hagyján, de hogy Joule-t Watt-ba akarsz átváltani! A Joule az energia mértékegysége, a Watt a teljesítménye. Amire te gondolhattál, az a wattóra (Wh), illetve ennek ezerszerese, a kilowattóra (kWh).
Mivel a 1W = 1J / 1s, így 1 Wh = 1J / 1s * 3600s = 3600J.
1 kWh = 1000 * 1 Wh = 3.600.000 J = 3,6 MJ.
(Maga az átváltás helyes a kérdésedben, csak rossz a mértékegység!)
És a nagyon magas érték azért jött ki, mert a képlet amit használsz (Q = c*m*dT) tartalmazza a hőmérsékletkülönbséget. Te úgy számolsz, hogy másodpercenként 40°C-al hűtöd, ez azt jelenti, hogy dT = 40 °C * 30 * 24 * 3600, azaz mintegy 103 millió Kelvin fokkal akarod megváltoztatni a víz hőmérsékletét. Ehhez képest aránylag olcsón megúsztad. :D
válasza:A feladat szerintem beugratós.
Egyrészt a feladat nem mondja hogy le kell hűteni csak azt hogy hidegen kell tartani. Ha pedig a körülmény ideális az azt jelenti hogy ideális hőszigetelőt használhatok melynek a hőkapacitás zéró a szigetelőképessége ideális ezért bizony nem kerül semmibe.Ilyen egy ideális világ.
válasza:Nagyon rosszul fogalmaztam,így átolvasva a kérdésem és a válaszokat.
Egyrészt elírás ,hogy 1 kal=1 j,én 4,2-vel számoltam,másrészt szintén elírás, hogy J=watt. természetesen wattórára gondoltam és ott is 3600-zal osztva.
A kérdés nem feladat volt, pusztán azt akartam kiszámolni,mennyit fogyasztana egy hűtő,fagyasztó, ha 30°C-ról 1 hónapon át fagyasztva tartana °10 C-on vizet.
Megfeledkeztem a látens hőről is,ami a víz fagyasztásához kell,és arról, hogy a jég esetében már nem számolhatunk a víz fajhőjével.
Az ideális esetet is rosszul értelmeztem,arra gondoltam, hogy nincs a hűtésnek olyan plusz elvont hője,vagy a hatásfoka 1-es, tehát csak lehűtöm a vizet,de nem kell lehűtenem a környezetet, vagyis kb ,mint ha tojást főznék,de a környezet, az edény fala nem melegszik,a készülék az elektromos áramot(pl villanyrezsó) teljes mértékben hővé alakítja. Itt is van pl költség,de úgy ideális, hogy az nem a környezetet melegíti.
Arra lettem volna kíváncsi,hogy mennyibe kerülhet ha csak a vizet hűtöm(pl egy 30°C-os szobában egy nyitott 0 hőszigetelésű tartályban egy hónapon keresztül,)10 °C-ra.
S, hogy mivel számolhatok,mert az oké, hogy egyszer lehűtöm 20 fokkal,na de az azon a hőn való tartás költsége,miközben a külső hőmérséklet folyamatosan próbálja felmelegíteni,azt mivel számolom ki. Vagy itt már a hővezetési tényezőkkel,tartály falvastagság,mérettel stb-vel is kell számolni,tehát gondolom nem mindegy, hogy egy gömb alakú 1m vastag hungarocellben vagy egy 30 °C-ra folyamatosan felmelegedett ezüstben tárolom.
Mindegy ,majd újrafogalmazom,mert ezt már szerintem senki nem olvassa.
Ment mindenkinek a zöld kéz,köszönöm szépen a válaszaitokat.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!