Fysik

Nyttevirkning

22. december 2021 af Drolle5 - Niveau: C-niveau

Hej, jeg er gået fortabt i følgende opgave. Håber i kan hjælpe :)

En tørretumbler fyldes med 5,4 kg vådt tøj fra vaskemaskinen. 60 minutter senere tages tøjet ud, det vejer nu kun 3,6 kg. Tørretumbleren bruger effekten 2,1 W.

- Find tørretumblerens nyttevirkning, idet du fastsætter nogle fornuftige værdier for de manglende oplysninger.


Brugbart svar (0)

Svar #1
22. december 2021 af peter lind

Tilført er det nemmeste. Det er effekt*tid

Nyttiggjor energi er energi brugt til opvarmning og fordampning af vand.

Opvarmning af vandet er m*c*Δt hvor m er massen af vand, c er vands varmefylde og Δt er temperaturstigningen. Sluttemperaturen vil jeg foreslå til 100ºC

Varmeenergi brugt til vandets fordampning er m*L hvor L er vands fordampningsvarme


Brugbart svar (0)

Svar #2
22. december 2021 af ringstedLC

#0: Der bruges energi på at opvarme tøjet og under tørringen "forsvinder" en masse vand som vanddamp. Der kræves altså energi som er effekt gange tid:

\begin{align*} Q=P_1\cdot t &= Q_\textup{t}+Q_\textup{v}+Q_\textup{fordampning} \\ &= \bigl(m_\textup{t}\cdot c_\textup{t}\cdot \Delta T\,\bigr)+ \bigl(m_\textup{v}\cdot c_\textup{v}\cdot \Delta T\,\bigr) +m_\textup{v}\cdot L_\textup{\,f,\,v} \\ P_1 &= \frac{\bigl(m_\textup{t}\cdot c_\textup{t}+m_\textup{v}\cdot c_\textup{v}\bigr)\cdot \Delta T+m_\textup{v}\cdot L_\textup{\,f,\,v}}{t} \\ P_1 &= \;?\,\tfrac{\textup{kJ}}{\textup{s}}=\;?\,\textup{kW} \\ \textup{Nyttevirkn.:}\;n &= \frac{P_1}{P_2}\;,\;n<1 \end{align*}

\begin{align*} \textup{Oplysninger: }&\;\underbrace{m_\textup{t,\,v\aa d}=5.4\,\textup{kg}\;,\;m_\textup{t}=3.6\,\textup{kg}}\;,\; P_2=2.1\,\textup{{\color{Red} k}W}\;,\;t=60\,\textup{min.}=\;?\,\textup{s} \\ &\qquad\qquad\quad m_\textup{v}=\;?\,\textup{kg} \\ \textup{Antagelser: }T_1 &= \;?\Rightarrow \Delta T=(100-T_1)^{\circ}\textup{C}=\;?\,^{\circ}\textup{C}\quad \textup{en alm.\,vasketemperatur}=40\,^{\circ}\textup{C} \\ c_\textup{t} &= 1.3\,\tfrac{\textup{kJ}}{\textup{kg}\,\cdot\,^{\circ}\textup{C}}\;\textup{(for\,bomuld)}\;,\;\textup{energien\,bevares} \\ \textup{Opslag: }c_\textup{v} &= \;?\,\tfrac{\textup{kJ}}{\textup{kg}\,\cdot\,^{\circ}\textup{C}} \\ L_\textup{f,\,v} &= \;?\,\tfrac{\textup{kJ}}{\textup{kg}} \end{align*}


Brugbart svar (0)

Svar #3
22. december 2021 af Eksperimentalfysikeren

Det er ikke sandsynligt,at tøjet opvarmes til 100ºC. Det vil skade mange typer tøj. 40ºC er nok det højeste, man kan tillade i en tørretumbler, og det er nok.

Det er helt korrekt, at egenopvarmning af selve tøjet skal med i regnskabet, sådan som det er gjort i #2.

Vær opmærksom på, at fordampnigsvarmen er større ved lavere temperatur.


Brugbart svar (0)

Svar #4
22. december 2021 af ringstedLC

#3: Enig, 100 ºC er ikke en "fornuftig" værdi.

\begin{align*} \textup{Antagelse: } T_1 &= 20^{\circ}\textup{C}\Rightarrow \Delta T=(40-20)^{\circ}\textup{C}=20\,^{\circ}\textup{C}\;,\; T_1=\textup{stuetemp.} \end{align*}

Lf, v (v. T < 100 ºC) data?


Brugbart svar (0)

Svar #5
23. december 2021 af MandenMedMangeHatte

#0 Hvem er det der har formuleret denne opgave? Er det dig, eller din lærer?


Brugbart svar (1)

Svar #6
24. december 2021 af Eksperimentalfysikeren

Det er en rigtig god opgave. Der er situationer, hvor man har brug for at få et overslag over en størrelse, man ikke lige har udstyr til at måle. I dette tilfælde nyttevirkning. Det kan være, at fabrikanten opgiveren nyttevirkning, man synes ser urealistisk ud. Hvis nyttevirkningen er angivet til 99% vil jeg nok tvivle på opgivelsen og så forsøgge mig med en gennemregning som ovenstående. Her giver mit forslag til temperatur nok det mest sandsynlige, men forslaget med 100ºC giver en teoretisk grænse for nyttevirkningen od fra de opgivne tal.

Det ssker, at man har brug for at kunne danne den slags skøn. I en del tilfælde kan resultatet benyttes til at begrunde, at der skal en mere detailleret analyse til. Derfor mener jeg, at idéen i opgaven er god.


Brugbart svar (0)

Svar #7
25. december 2021 af MandenMedMangeHatte

#6 Idéen i opgaven er god, men vedkommende der har lavet den ved nok ikke så om konceptet. Hvad betyder f.eks: "Tørretumbleren bruger effekten 2,1 W."

Der skulle naturligvis have stået: "Tørretumbleren afsætter energi med effekten 2.1W"


Brugbart svar (0)

Svar #8
25. december 2021 af Eksperimentalfysikeren

Det giver da ingen mening at gå over til decimalpunktum i stedet for devimalkomma. HVis du med 2.1 mener 2.100, mangler du to nuller.

Der må være tale om en tastefejl, hvor der mangler et k, sådan som angivet i #2.


Brugbart svar (0)

Svar #9
25. december 2021 af MandenMedMangeHatte

#8 Trådstarteren har angivet P = 2.1W, men der mangler jo nok et "k". Det er lige meget om man bruger decimalpunktum -eller komma. Alle internationale lærebøger bruger decimalpunktum - derfor gør jeg også. Hvor om alting er giver det ikke mening at sige, at noget "bruger effekten 2.1W". Jeg håber da sandeligt at du er enig.


Brugbart svar (1)

Svar #10
26. december 2021 af Eksperimentalfysikeren

Du har ret i, at 2,1W ikke giver mening. Det forekommer mig, at være indlysende, at der må være tale om 2,1kW.

Hvad angår punktum eller komma, så afhænger det af sproget. På engelsk bruger man deimalpunktum, mens man på dansk og en del andre sprog bruger komma. Da opgaven er skrevet på dansk, er det korrekt at benytte komma.


Brugbart svar (0)

Svar #11
27. december 2021 af MandenMedMangeHatte

#10 Goddag, mand - økseskaft.

Jeg tror vi taler forbi hinanden, Eksperimentalfysiker.

Jeg taler om at ordet bruger ikke kan bruges i sammenhæng med en effekt. Man kan ikke sige "Tørretumbleren bruger effekten 2.1kW".

Man burde sige "Tørretumbleren afsætter effekten 2.1kW når den er i brug" - og der må da være tale om den instantane effekt.

På engelsk ville man sige "The power dissipation of the dryer is 2.1kW".


Skriv et svar til: Nyttevirkning

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.