Kysymys fysiikan tehtävästä

Apuakaivetaan

Pumppu ottaa sähköverkosta 2,2kW:n tehon ja nostaa kaivosta 1500 litraa vettä minuutissa. Vedenpinta sijaitsee 6,1 metrin syvyydessä, ja veden virtausnopeus putkessa on 3,9m/s. Kuinka suuri on putken hyötysuhde?

22

3427

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • sitärataa

      1500 kg / 60 s = 25 kg/s
      25 kg * 6,1 m * 9,81m/s²= 1496 J

      1496 J/s / 2200 J/s = 0,68

      68 prosenttia.

      • Vastaus

        Kirjan mukaan vastaus on 0.77


      • Kysyn_vain

        Entä missä on veden liike-energian muutos?


      • sitärataa
        Vastaus kirjoitti:

        Kirjan mukaan vastaus on 0.77

        No lisätään sitten liike-energia.

        (3,9 m/s)² * 25 kg / 2 = 190 J.

        (1496 J/s   190 J/s) / 2200 J/s = 0,77


    • ratasitä

      "putken hyötysuhde?"

      Putken hyötysuhde on tietysti 100 prosenttia, jos se ei vuoda. Saattaahan se tosin lämmitä kovemmissa virtausnopeuksissa.

      • Virhe

        Korjaan tarkoitin siis pumpun


    • Jotakin_tällaista

      Lasketaan veden potentiaalienergian ja liike-energian muutos aikayksikössä eli ylösnostetun veden saama teho. Verrataan sitä sitten moottorin antamaan tehoon.

    • Aivan_helposti

      W = m·g·h ½·m·v² 🠒 ∂W/∂t = P = ṁ·g·h ½·ṁ·v²,

      missä W on kokonaisenergia, m massa, g maan vetovoiman kiihtyvyys, h korkeuden muutos ja v nopeus. Derivoimalla W ajan suhteen saadaan teholle P lauseke, missä ṁ on massavirta.

    • enymmärrä

      Voisiko joku avata tätä hieman enemmän. Testasin edellä mainittua kaavaa mutta en pystynyt saamaan vastausta edes verraten vastausta pumpun tehoon. Vastauksen pitäisi olla siis 0,77

    • Vihdoin

      Sain vihdoin ratkaistua. Eli siis juurikin tuota "Aivan_helposti" käyttäjän mainitsemaa kaavaa käyttäen saa vastauksen. Olin itse laittanut alunperin massa paikalle 1500 kg enkä 25kg/s jolloin en saanut vastausta oikeaa vastausta.

      P = ṁ·g·h ½·ṁ·v² = 25 kg/s·9,81m/s²·6,1m ½·25 kg/s·(3,9 m/s)²

      P=1686,15 W

      Verrataan Pumppuun => 2200 W/1686,15 W=0,7664... => 0,77

      • Aivan_helposti

        Kannattaa aina miettiä, ovatko lausekkeiden laadut yhteensopivia. Massavirrassa kg/min ei ole SI-yksikkö, kg/s taas on. Kun kirjoittaa laadut yhtälöihin mukaan, niin tämän huomaa helpommin.

        Muuten, ymmärrätkö, mistä mainittu lauseke tulee? Se ei tipahda taivaasta, vaan on yhtälöksi kirjoitettu Jotain_tällaista-nimimerkin esittämä asia.


    • Vihdoin2

      Oho, taisin kirjoittaa tuon lopun hieman väärin. Korjaan

      Verrataan Pumppuun => 1686,15 W/2200 W=0,7664... => 0,77

    • tarkkuutta_hommaan

      Ei voi laskea vielä noilla tiedoilla. Pitää tietää sähkömoottorin hyötysuhde, kun kerran annetaan teho jonka moottori ottaa verkosta. Saa vaan pumpun ja moottorin yhteisen hyötysuhteen.

      • 456345

        Juu. Pumpun moottorin hs on siis 77 %. Jos moottorille oletetaan 95 %, niin pumpulle tulee 81 %.

        Mutta pumppamisen kokonaishyötysuhde on vain 68 %, koska veden liike-energiaa ei saada talteen, vaan se muuttuu lämmöksi "jossakin astiassa".


      • Jo_tätä_odotin

        Hurraa! Johan lopulta löytyi pikkueinstein lillukoimaan epäolennaisista asioista.

        Sinulta jäi huomaamatta putkiston kitkahäviöt, jotka vielä .nostavat pelkän pumpun hyötysuhdetta.


      • kuka.niistä.selvän.saa
        Jo_tätä_odotin kirjoitti:

        Hurraa! Johan lopulta löytyi pikkueinstein lillukoimaan epäolennaisista asioista.

        Sinulta jäi huomaamatta putkiston kitkahäviöt, jotka vielä .nostavat pelkän pumpun hyötysuhdetta.

        Putki, pumppu ja sähkömoottori.


      • porsaanreikä

        Kun lähtee kysymystä laatimaan, pitäisi vähän tietää asioista...


      • Joakim1
        porsaanreikä kirjoitti:

        Kun lähtee kysymystä laatimaan, pitäisi vähän tietää asioista...

        Oliko tuo alkuperäisen kysyjän teksti sitten sanatarkasti se kysymys? Kieltämättä lukiofysiikassa ja vastaavissa yleensä tehdään oletuksia, jotka pitää aavistaa. Siis ko. tapauksessa, että hyötytyötä ovat juuri veden potentiaali- ja liike-energia sekä hyötysuhde lasketaan sen ja sähkötehon suhteesta.

        Tuo hyötysuhteen määritelmä riippuu täysin siitä mikä on tavoite ja mistä sen osasta ollaan kiinnostuneita.


      • tulivainmieleen

        Moniko edes tietää että 2,2 kW:n oikosulkumoottorilla tuo nimellisteho 2,2 kW on nimenomaan akselilta saatava mekaaninen teho. Sähköverkosta moottori ottaa sitten enemmän tehoa koska hyötysuhde on alle yhden.


      • sekinvielä

        Arvausta sähkötehoksi voi parantaa kun katsoo moottorin kilvestä mikä on ilmoitettu cos(fii).


      • Niiin
        tulivainmieleen kirjoitti:

        Moniko edes tietää että 2,2 kW:n oikosulkumoottorilla tuo nimellisteho 2,2 kW on nimenomaan akselilta saatava mekaaninen teho. Sähköverkosta moottori ottaa sitten enemmän tehoa koska hyötysuhde on alle yhden.

        "Sähköverkosta moottori ottaa sitten enemmän tehoa koska hyötysuhde on alle yhden."

        Pumppu ottaa sähköverkosta 2,2kW:n tehon. Ei yhtää enempää eikä vähempää.


      • Minullakintulimieleen
        tulivainmieleen kirjoitti:

        Moniko edes tietää että 2,2 kW:n oikosulkumoottorilla tuo nimellisteho 2,2 kW on nimenomaan akselilta saatava mekaaninen teho. Sähköverkosta moottori ottaa sitten enemmän tehoa koska hyötysuhde on alle yhden.

        Tuli vain mieleen, että kannattaisi ensin lukea se teksti, jota kommentoi. Silloin kommentti saattaisi osua paremmin paikoilleen.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Haluaisitko nähdä

      Hänet alastomana?
      Ikävä
      71
      3250
    2. Hilirimpsistä

      Hyvää huomenta ja kivaa päivää. Ilmat viilenee. Niin myös tunteet. 🧊☕✨🍁❤️
      Ikävä
      201
      2842
    3. Nainen lopeta pakoon luikkiminen?

      Elämä ei oo peli 😔😟
      Ikävä
      22
      2658
    4. Älä elättele

      Toiveita enää. Ihan turhaa. Sotku mikä sotku.
      Ikävä
      49
      2618
    5. Olet täällä. Mutta ei minulle.

      Nyt olen tästä 100% varma. Satuttaa. T: V
      Ikävä
      20
      2486
    6. Kuule rakas...

      Kerrohan minulle lempivärisi niin osaan jatkaa yhtä projektia? Arvaan jo melkein kyllä toki. Olethan sinä aina niin tyyl
      Ikävä
      41
      2335
    7. Miten hitsissä ulosoton asiakas?

      On tää maailma kumma, tässä haisee suuri kusetus ja ennennäkemättömän törkeä *huijaus*! Miten to.monen kieroilu on edez
      Kotimaiset julkkisjuorut
      210
      1793
    8. Törmättiin tänään

      enkä taaskaan osannut reagoida fiksusti. Menen aina lukkoon. Yksi asia on varma: tunteeni sinua kohtaan ovat edelleen v
      Ikävä
      24
      1737
    9. Vieläkö sä

      Rakastat mua?❤️😔
      Ikävä
      37
      1610
    10. Dear mies,

      Hymyiletkö ujosti, koska näet minut? 😌
      Ikävä
      18
      1456
    Aihe