Verkningsgrad

Menhejj skrev:

Hej, jag behöver hjälp med en uppgift, jag har löst den men min lärare vill ha bättre lösning och jag vet inte hur jag ska göra. Bild, info, motivering och svar ska ingå.

Uppgiften är: Vid ett vattenfall med fallhöjden 3,0m är den fram strömmande vattenvolymen 4m³/s. Vattnets rörelseenergi utnyttjas med 90% av verkningsgrad i en turbin vilken effekt avger turbinen?

Jag kan nog hålla med din lärare, för det är svårt att se hur du resonerat. 

Här kommer några tips:

Jag skulle räkna enbart med lägesenergin på vattnet, men du har blandat in rörelseenergin också. Däremot verkar du inte använda den i din beräkning.

Det är helt OK att skriva små meningar eller förklarande texter här och var, exempelvis:

• 4 m³ vatten faller 3 meter varje sekund.
• Skillnaden i lägesenergi är: (... uppställning ...)
• Verkningsgraden är ... vilket ger oss: (... uppställning ...)
• Omräknat till effekt: (... uppställning ...)

Sedan kan du kanske rita bilden lite tydligare. Jag såg den inte ens först.

Skriv ut enheter och kontrollera svarets rimlighet.

Om du gjort det hade du kanske reagerat på kraftverket bara ger ca 100 W. Det är inte nog för att koka en kopp kaffe. Tänk dig 4000 liter vatten (25 fulla badkar) som störtar ner 3 meter, varje sekund. Det måste väl motsvara mer energi än så?

Slutligen, avrunda svaret till ett rimligt antal gällande siffror. 

Jaha okej tack, men hur skulle du ha ritat en bild?

Menhejj skrev:

Jaha okej tack, men hur skulle du ha ritat en bild?

Det vet jag inte, men jag skulle nog ha försökt svänga ihop något så att jag visar att jag förstått att vatten faller några meter och sedan driver en turbin. Jag tror det är därför man efterfrågar en bild i uppgiften, för att eleven skall tänka till på hur det faktiskt fungerar.

I den här uppgiften finns en bra principskiss. Självklart behöver man inte rita så detaljerat, men något åt det hållet kanske?

Okej, en till fråga. Jag använder ju mig av potentiella energin alltså E=mgh m är då inte 4 eller hur? Utan måste jag multiplicera 4 med vattnets densitet?

Menhejj skrev:

Okej, en till fråga. Jag använder ju mig av potentiella energin alltså E=mgh m är då inte 4 eller hur? Utan måste jag multiplicera 4 med vattnets densitet?

Nej, du kan räkna med att en liter vatten väger ett kilo. Det är tillräckligt exakt. Det betyder att 4 liter väger 4 kg, men du har ju mycket mer vatten än så. 

Fast hur räknar jag ut hur mycket vatten jag har?

Det är ju givet i uppgiften. Där står hur mycket vatten som faller varje sekund.

Ja, det vet jag. Men liksom när jag ska räkna ut effekten behöver jag ju först multiplicera en massa, hur tar jag reda på det.

Uppgiften ger att det faller 4 m³ vatten per sekund. 4000 liter vatten som väger ungefär 4000 kg faller alltså tre meter. Där har du energin som driver turbinen, i enheten joule. Effekt mäts i watt, vilket är joule per sekund.

Jag förstod nu, tack.