3784493425

2. PROSTE PRZEKSZTAŁCENIA ENERGII

Zadanie 2.1

Jaka jest moc silnika parowego, który zużywa 3,5 t/h pary. a każdy 1 kg paty wykonuje pracę techniczną w ilości 1420 kj?

Rozwiązanie

x

3500 f kgl 3600 L s J

= 1380,2

Zadanie 2.2

Energia potencjalna spadającej w wodospadzie o wysokości 50 m wody zamienia się w całości w energię cieplną tej wody. O ile kelwinów podniesie się temperatura tej wody, jeżeli nie nastąpi żadna strata ciepła na rzecz otoczenia? O ile kelwinów ogrzałaby się rtęć spadająca z tej samej wysokości (c_Hg = 0,1465 kJ/kg K)?

Wyniki: At_w = 0,12 K, At_Hg = 3,35 K

Zadanie 2.3

Jaka masa ołowiu m_Pb o temperaturze 15°C może zostać podgrzana do temperatury topnienia 327°C przez uderzenie miota o masie 250 kg spadającego z wysokości 2 m, jeżeli cala energia spadającego młota przekształci się w energię cieplną ołowiu (Pb)? Ciepło właściwe ołowiu Cpb = 0,1298 kJ/kg K.

Wynik: m_Pb= 0,121 kg.

Zadanie 2.4

Podczas badań silników przetwarza się („niszczy”) wytworzoną przez silnik energię mechaniczną poprzez tarcie w sprzęgniętym z silnikiem hamulcu w energię termiczną. Aby hamulec się nie zatarł, trzeba go chłodzić wodą i na bieżąco odprowadzać wytworzone ciepło tarcia. Ile wody musi przepływać godzinowo przez hamulec, jeżeli - przy mocy silnika 44,1 kW na sprzęgle - 95% ciepła tarcia przejmuje woda, a reszta odpływa bezpośrednio do otoczenia? Dopuszczalny wzrost temperatury wody wynosi 40 K.

Wynik: m_w = 900,5 kg/h.

Zadanie 2.5

Jaki jest najkrótszy czas, po którym 2 kg wody o temperaturze 10°C zostanie podgrzane grzałką elektryczną o mocy 500 W do temperatury 100°C? (c_w = 4,187 kJ/kg K). Rozwiązanie

Moc elektryczna w całości zamienia się w strumień cieplny:

X

N_e,

Ciepło, bez strat (bo „najkrótszy czas”), przejmow ane jest przez wodę: Q = rn c_w (t₂ — t,) = 2 • 4187 ■ (100 - 10) = 753660 J