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

3428

    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. Kela valvoo lasten tilejä.

      Tämä isoveli Kela kyttää jopa lasten yli 200,- euron rahat jotka on melko varmasti lahjaksi saatu. Se vaikuttaa perheen
      Yhteiskunta
      272
      3075
    2. Nainen, tervetuloa

      Tule luokseni eka vaikka viikoks tai pariksi. Saisin helliä, kannustaa ja tukea sua ja kokata lempi herkkujasi. Pääsisit
      Ikävä
      23
      2624
    3. Mitä haluaisit sanoa hänelle

      Nyt tällä hetkellä?
      Ikävä
      130
      1841
    4. TTK-tähti Saana Akiola paljasti tv-ohjelmassa tapahtuneen ahdistelun

      Olisko pitänyt suunnitella ulostulo paremmin? Nyt lehdet soittelevat kaikki 8 läpi ja kuusi sanoo ettei koskenut häntä.
      Maailman menoa
      20
      1813
    5. Elisa laskuttaa jo sähköpostilaskusta erikseen euron

      Paperilaskuista on otettu lisämaksua jo ajat sitten, mutta nyt Elisa ottaa euron siitä että lähettävät sähköisen laskun
      Maailman menoa
      109
      1572
    6. Olisit ollut varovaisempi

      Nyt jos minut hylkäät ja et meidän asiasta minulle mitään ilmoita niin ettet edes anteeksi pyydä, niin tiedä että minä e
      Ikävä
      30
      1429
    7. Oho! Susanna Laine kohtasi epäonnea lomareissulla Italiassa - Avaa tilannetta: "Vähän sahaavaa..."

      Ou nou! Tsemppiä kuitenkin loppulomaan Italiassa, Susanna Laine ja mahdollinen seuralainen! Lue lisää ja katso kuvat:
      Suomalaiset julkkikset
      7
      1350
    8. Ensitreffit alttarilla Jyrki paljastaa hääyön intiimiasioista kameroiden sammuttua: "Fyysinen..."

      Ooo-la-laa… Ensitreffit alttarilla -sarjassa alkaa hääparien välillä ns. tunteet kuumenemaan. Lue lisää: https://www.s
      Ensitreffit alttarilla
      2
      1123
    9. Väliämme on noin 6 km

      Niin lähellä ja niin kaukana. Sinä olet kotona, minä olen kotona. Olet jo unessa. Mutta kun herään, olet jo töissä ja vä
      Ikävä
      9
      1103
    10. Odotatko vielä

      Häntä?????
      Ikävä
      62
      1053
    Aihe