energi
Hej jag har försökt att lösa denna fråga... som jag gärna skulle vilja ha hjälp med.
2015 genomfördes ett arbete på Stockholms konstnärliga högskola ett projekt för att uppmärksamma energikonsumtion/åtgång genom att låta ett antal atleter driva en brödrost med en träningscykel. Med andra ord direkt omvandla den kemiskt lagrade energin via rörelseenergi vidare till elektrisk energi för att avslutningsvis använda värmeenergi i brödrosten för att rosta en skiva bröd.
Uppgiften
Räcker energin i brödskivan för att rosta den samma?
Gör en rimlighetsbedömning genom beräkningar understödda av given samt funnen information.
Omvandling mellan enheter:
Omvandling spänning och ström till effekt: P = U * I
[W] = [V] * [A]
Omvandling kilokalorier till joule 1kcal=4184J
Omvandling joule till wattsekunder 1J =1Ws
Omvandling joule till wattimme 3600J= 1Wh
Omvandling joule till wattimme till kilowattimme 1 000Wh = 3600000 J = 1kWh
så här jag tänkt, jag har löst hur stor diametern på generatorn är men jag vet inte hur jag ska räkna ut hur mycket energi generatorn kan generera och om det räcker.
.jpg?width=800&upscale=false)
.jpg?width=800&upscale=false)
Tacksam för hjälp:)
Jag skulle börja med att räkna ut hur mycket energi som krävs för att rosta en brödskiva
dvs brödrostens effekt * tiden. säg 4 minuter = 240 s och 700 W ger 168 000 Ws
Generatorns verkningsgrad är cirka 50 % enligt datablad alltså måste man tillföra dubbelt så mycket som man får ut, 2*168 000 = 336 kJ.
Uppskatta förlusterna i mekaniken till 10 % då måste människan tillföra ytterligare cirka 35 kJ
Då är vi uppe i 373 kJ
Människans verkningsgrad, 20 %, då måste vi tillföra 373/0,2 = 1866 kJ i form av mat för att orka trampa cykeln.
en brödskiva 100 g innehåller 264 kcal = 264*4,184 kJ = 1104 kJ
Så du får ha mycket marmelad på brödet för att kunna rosta brödskivan med hjälp av muskelkraft!
Låter mycket rimligt, men vad har generatorns diameter för roll i lösningen? (om man nu vill att den ska ingå i lösningen)
Generatorns varvtal påverkar hur mycket ström och därmed effekt (om spänningen är konstant) generatorn kan leverera.
Varvtalet påverkas av människans trampfrekvens och utväxling mellan pedaler, svänghjul och generator. Så länge generatorvarvtalet är tillräckligt så behöver vi inte bry oss om det.
Det påverkar inte det principiella energiresonemanget: Räcker energin i brödet för att rosta brödet?
