Elevatortur - szymanski spil

Løsningerne er hentet på www.szymanskispil.dk
Opgave 1: Türanor
12. august 2011
a) Nyttevirkningen er forholdet mellem den levede effekt og den indstrålede effekt:
P
P
leveret
indstrålet
I
sol
P
leveret
A
solceller
93,
510
W
W
930 536m
2
m
3
2
0,18757021344888
b) Først bestemmes den tid Türanor er i stand til at sejle med farten 14 km/h:
E
P
t
omsat
E
t
P
omsat
E
P
batteri
motorer
9
18,76%
4,
7 10
J
235000s
65,
27778 timer
3
20 10
W
Med 14 km/h som konstant fart svarer dette til:
km
s v t
14 65,
28t
914km
t
Der går også lidt energi til andre ting end motorerne, så Türanor kan nok sejle omkring 900kmpå et fuldt opladet batteri.
Opgave 2: Stålværk
a) Da den afsatte effekt og spændingsfaldet er kendt, kan strømstyrken gennem jernet (der kan
betragtes som en simpel resistor) beregnes:
P 40 10
W
P U I I 44444,
444A
44kA
U 900V
6
b) Det antages, at systemet er isoleret (dvs. der er ikke varmeafgivelse til omgivelserne) og at jernet
fra start er 20°C. Jernet skal først opvarmes til smeltepunktet, så man har brug for at kende den
specifikke varmekapacitet for jern. Den findes på side 142 i databogen (version 1998) og er
J
c jern 452 (ved stuetemperatur). Den specifikke varmekapacitet afhænger en lille smule
kg
K
af temperaturen, men den regnes som konstant. Jernets smeltepunkt kan findes i det periodiske
system (databogen side 14), hvor det ses at være 1540°C. Hermed fås:
E E E
omsat
opvarmning
smeltning m c T
m Ls
m c T
Ls
t
P
P
P
P
3 J
3 J
80 10
kg
452 1540 20K
27510
10
kg
K
kg
7,
69632 10
J
1924s
32min
6
6
40 10
W
40 10
W