Kuinka paljon tässä virtaavan veden lämpötila nousee, jos oletamme hyötysuhteeksi 1?
http://www.raportti24.fi/videot/oulujoki.html
Virtaama 500 m3/s
putouskorkeus 32,4 m
http://www.raportti24.fi/videot/oulujoki.html
Virtaama 500 m3/s
putouskorkeus 32,4 m
Vastaukset 14
Vanhimmat
Jos häviöitä ei ole lainkaan niin ei kai se vesi yhtään voi lämmetä.
No mihinkäs potentiaalienergia sitten menee? Hyötysuhdehan on määrittelykysymys. Millä perusteella oletat ettei lämpö ole se hyöty, vaikka juuri sitä kysytään?
Jos koko potentiaalienergia muuttuu lämpöenergiaksi, sitä syntyy vesikiloa kohti 1 kg * 32.4 m * 9.8 m/s^2 = 320 J, ja sillä tuo samainen kilo lämpiää vajaat 0.08 astetta (veden ominaislämpökapasiteetti on n. 4200 J/kgK).
Aivan oikein: oletetaan että potentiaalienergia muuttuu kokonaisuudessaan lämmöksi, jolloin voimme olettaa tässä hyötysuhteeksi 100 % eli 1.
Sekunnissa virtaava vesimäärä on nyt lopputuloksen kannalta epäolennainen, koska ei kysytä kokonaisenergiaa, vaan lämpötilan nousua, Koko vesimäärähähän siinä lämpenee, riippumatta siitä onko sitä litra vai tuhat tonnia. Energia massayksikköä kohti on kuitenkin sama.
Saattaapa olla lähellä oikeaa tuo 0.08 astetta.
Kiitos vastauksesta!
Jos vesi putoaa häviöttömästi niin ei sitä pelkkä potentiaalienergian muutos voi lämmittää. Jos hyötysuhde on 1 niin potentiallienergia muuttuu liike-energiaksi ilman häviöitä. Veden lämpiäminen edellyttää kitkaa, eli häviöitä, jolloin hyötysuhde ei ole tasan 1.
"No mihinkäs potentiaalienergia sitten menee?"
Vastaus : Se muuttuu liike-energiaksi.
Periaatteessa koko veden liike-energia muuttuu lämmöksi patoaukkojen alapuolella olevassa vaimennusaltaassa. Tosiasiassa hyötysuhde ei kyllä ole ihan tasan 1 vaan pienempi, mutta tässä laskussa nyt oletamme sen olevan tasan 1,0
Ilman kitkaa lämpöä ei synny yhtään ja kitkaa ei ole jos hyötysuhde on tasan 1.
Onhan tuossa selvästi ilmoitettu että liike-energian oletetaan muuttuvan lämmöksi kokonaisuudessaan. Päättele siitä onko kitkaa vai ei.
Jos osaat.
Jos kysymys on siitä paljonko vesi lämpenee niin sehän riippuu sitten kokonaan sen kitkan määräästä ja nopeudesta jolla liike-energia muuttuu lämmöksi, sekä ympäristöstä. Onhan selvää ettei yleistä ratkaisua ole kun tehtävä on niin epämääräisesti annettu. Vika on tehtävässä.
Painovoiman aiheuttama kappaleen kiihtyvyys maan pinnalla on kai edelleen 9,81 m/s². Kun tämä kerrotaan putousmatkalla 32,4 m, tulokseksi tulee 17,7 m/s.
Tuolla nopeudella vesi siis putoaa siinä ihan lopussa. Ja annettuna on veden määräkin: 500 000 l/s.
Nyt täytyy humanistin mennä kiertotietä, jotta saadaan tehon yksiköksi watteja. Tämä on tarpeellista siksi, kun en tiedä mitään hevosvoimamittaisesta vedenlämmityksestä. Yksi hevosvoima määritellään tehoksi, joka nostaa 75 kg. metrin korkeuteen sekunnissa. Yksi kilowatti taas on 1,36 hp, ja toiseen suuntaan 1 hp = 1/1,36 kW.
Saunanlämmittäjän nyrkkisääntö sanoo, että 1 kWh lämmittää 9 litraa vettä tunnissa sata astetta.
Kun noita 9 litran sankollisia menee tuohon putoukseen se määrä mikä siihen menee, ja putous syöttää painoa 500 000 kg/s nopeudella 17,7 m/s, ja 1 hp = 75 kgm/s, ja 1 kW = 1,36 hp, ja 1 kW lämmittää 9 l vettä 100 astetta tunnissa, niin vesi lämpenee tuossa putouksessa 0,05⁰ C. Noin suunnilleen, siis.
Fyysikot, oikaiskaa toki jos olen pähkäillyt väärin.
"Saunanlämmittäjän nyrkkisääntö sanoo, että 1 kWh lämmittää 9 litraa vettä tunnissa sata astetta".
Monenkos kWh:n vedenlämmitin teillä on saunassa?
Muuten ehkä oikein ...mutta mistäs se hevosvoima siihen tulee? Eikös laskukaava anna tehoksi suoraan watteja?
???
Tällaisen kansantieteilijän hallussa ei ole sellaisia kaavoja.
Se jurppii enemmän, etten tajunnut jakaa putoavaa vettä 75 kilon paloihin, joista kukin tietysti lämpenee saman verran. Noin-arvot ja pyöristykset eivät tässä haittaa mitään.
>Noin-arvot ja pyöristykset eivät tässä haittaa mitään.
Eipä niin. AIka likelle oikeaa tulosta taitaa tuolla kansantieteilijän laskuopillakin päästä!
:o)
Tuo konsti "jakaa putoavaa vettä 75 kilon paloihin, joista kukin tietysti lämpenee saman verran" on oikeastaan aika ällistyttävää käytännön fysiikkaa!
"Painovoiman aiheuttama kappaleen kiihtyvyys maan pinnalla on kai edelleen 9,81 m/s². Kun tämä kerrotaan putousmatkalla 32,4 m, tulokseksi tulee 17,7 m/s."
Hieman sinulla on käsitteet sekaisin. Ensinnäkin, liike-energia on mv^2/2 eli nopeudeksi tulee n. 25 m/s. Hämäräksi myös jäi miten tuosta nopeudesta olet laskenut energian. Se 75 kgm/s ei tarkoita liike-energiaa vaan nostonopeutta, eli 75 kg nostaminen tasaisella 1 m/s nopeudella vaatii 1 hevosvoiman (eli 1 m/s * 9.81 m/s^2 * 75 kg = 736 kgm/s^2 = 736 Nm/s = 736 W). Sillä 75 kg:lla on lisäksi liike-energiaa, mutta se ei sisälly tuohon hevosvoimaan jolla sitä nostetaan.