Vysvětlete princip teploměru na obrázku

Odpovědi do ponděli do 15,00 hod emailem na stetina@fme.vutbr.cz

1. cvičení

Odpověď na otázkuTeploměry GalileoGalileovy teploměry (pojmenované po italském fyzikovi Galileo Galilei) jsou vyrobeny z hermeticky uzavřené skleněné láhve obsahující čirou kapalinu a řadu objektů, jejichž hustoty se mění podle toho jak se kapalina ohřívá či ochlazuje. Díky tomuto jevu pak plovoucí objekty (barevné kuličky) v kapalině klesají či stoupají. Jedinečnost těchto přístrojů spočívá ve velmi precizně vyvážených kuličkách. Přesnost vyvážení kuliček se pohybuje v tisícinách gramů.  Princip měření teploty

Galileo Galilei hledal metodu, jak by mohl měřit teplotu. Zjistil, že hustota tekutin se mění spolu s teplotou. Tuto metodu použil při sestrojení tohoto typu teploměru. Vzal skleněné kuličky, naplnil je vodou, zvážil a uzavřel je. Tento princip je rovněž použit u tohoto teploměru. Ručně vyfoukané kuličky jsou přesně váženy, uzavřeny a označeny teplotou. Teplota v místnosti leží mezi teplotami, které odečtete z kuličky, která stoupla jako poslední k hladině a první kuličky připravené ke stoupnutí k hladině, viz. ilustrační obrázek.

 

U kompresoru je tlaková nadoba pro stlačený vzduch (vzdušník), když dojde k jeho roztržení (výbuchu), jaký termodynamický děj použijete pro řešení množství energie která se uvolní a proč ?

U bioplynové stanice, tj. spalovací motor na bioplyn je teplota výfukových plynů okolo 400 °C. Vzniká otázka zda by se takto teplé výfukové plyny daly využít k další výrobě elektřiny a zda by tato výroba byla efektivní?

3001 0,55673

Ct

H

Tη 1T

3001 0,65873

Ct

H

Tη 1T

Skutečná pro parní stroj 0,22Nebo turbínu 0,32

Teorie

Skutečná pro parní stroj méně než 0,15

U moderních naftových motorů se používá tzv. recirkulace výfukových plynů, tj. část spalin se po ochlazení přivádí zpět do saní. Vysvětlete důvod. Přece platí, že čím víc přivedu vzduchu (tj. kyslíku) tím mohu přivést více paliva a tím pádem mám vyšší výkon.

0

Pi

Vz

0 Pe 100%

vzduch

palivo

0

Pi

Vz

0 Pe 100%

palivo

vzduch

Naftový tj. vznětový motor většinu času pracuje s přebytkem vzduchu díly kvalitativní regulaci. Proto není problém část tohoto vzduchu nahradit spalinami a ty díky katalitickým reakcím snižují emise, taktéž se sníží výsledná teplota a tím omezí vznik Nox.

Podklady tj. obrázky nebo odkazy na zajímavé weby k tématiceALTERNATIVNÍ POHONY případně ÚSPORY ENERGIÍ

II. zákon termodynamiky říká:Nelze získávat ze soustavy neživých látek práci tím, že ji

ochlazujeme pod teplotu T∞ nejchladnější látky v okolí.

T

T

s

1

2

p1

p2

s1 s2 b12

e12

q12

q12

H

Ct T

T1η

Tc T∞ by muselo být menší než -80 C což je nižší hodnota než nejnižší teplota vzduchu ve velkých výškách -60 C

O kolik % se zvýší dodané teplo QH do cyklu benzínového 2 litrového nepřeplňovaného motoru pokud bychom místo benzínu použili NITROMETHAN.

Stačí odhad, případně můžete poslat zajímavé odkazy na použití nitromethanu jako paliva pro automobily.

Nitrometan

4CH3NO2 + 3O2 → 4CO2 + 6H2O + 2N2 za uvolnění 11,3 MJ/kg.

(Stechiometrický poměr je 1,7)

Ve srovnání s benzínem, který má stechiometrický poměr 14,8 k

Lze tedy při dokonalém spálení stejného objemu palivové směsi nitrometanu získat 2,3× více tepla.

Pozor, ale na spotřebu

Vysvětlete babičce jak si má zkontrolovat fakturu za vyučtování za spotřebu plynu, když si z plynoměru opsala údaj spotřebovaných metrů kubických a na faktuře má uvedou spotřebu v kWh ?

Je nějak řešeno, když má někdo plynoměr uvnitř budovy a někdo venku, tj. vliv teploty.

Přepočet z metrů krychlových na kWh se provádí nejčastěji pomocí přibližného koeficientu 1 m3 = 10,5 kWh Nejčastěji se uvádí 10,5, ale na stránkách společnosti RWE je uveden přepočet:1 m3 = 10,5616 kWh,zde jsem také nalezl kalkulátor (odkaz níže), který zohledňuje umístění plynoměru

Venkovní / Vnitřní:Ve skutečnosti se tedy provádí přepočet 1 m3 = 10,5616 kWh * koeficient umístění Vnitřní umístění: 1 m3 = 10,5616 kWh * 0,9907 [kWh]Venkovní umístění: 1 m3 = 10,5616 kWh * 1,0227 [kWh]10,5616 - Průměrná hodnota objemového spalného tepla použitá při výpočtu1,0227 / 0,9907 - Přepočtový koeficient pro Venkovní / Vnitřní umístění plynoměru

Vysvětlete na jakém principu vznikne podtlak v zavařovací sklenici při zavařování ovoce. Podložte svoji teorii nějakými čísly.

Otáčky velkých parních turbín v ČR 3000 min-1 tj. 50 Hz

Otáčky velkých parních turbín v USA 3600 min-1 tj. 60 Hz

2 2 50 1,3 408,4 /w r n r m s

V případě jasné mrazivé noci máte do rána zamrzlá skla u auta. Pokud, ale auto zaparkujete pod otevřený přístřešek, tak nikoliv. Přestože v obou případech je teplota venkovního vzduchu stejná. Zkuste vysvětlit, je třeba se se podívat trochu dopředu v termomechanice nebo vzpomenout na fyziku.

Jde o PŘENOS TEPLA ZÁŘENÍM, který je tím větší, čím nižší je teplota prostředí, proti kterému těleso (v našem případě vnější tabule skla) vyzařuje, tj. pokud je jasná obloha, jsou tepelné ztráty okna větší, než pokud je pod mrakem. Samotný vznik námrazy samozřejmě souvisí i s dalšími okolnostmi, jako je vlhkost, teplota a proudění vzduchu, tepelná jímavost materiálu apod., ale tepelná ztráta zářením je nakonec tím rozhodujícím faktorem, jestli námraza vznikne či nikoliv.

Typy slunečních kolektorů

•Ploché zasklené sluneční kolektory - různé absorbéry (sun select, Eta plus)•Ploché zasklené sluneční kolektory – vakuové•Trubicové vakuové kolektory•Koncentrační kolektory na bázi Fresnelovy čočky•Plastové absorbéry pro ohřev bazénové vody•Teplovzdušné kolektory

V případě jasné mrazivé noci máte do rána zamrzlá skla u auta. Pokud, ale auto zaparkujete pod otevřený přístřešek, tak nikoliv. Přestože v obou případech je teplota venkovního vzduchu stejná. Zkuste vysvětlit, je třeba se se podívat trochu dopředu v termomechanice nebo vzpomenout na fyziku.

Může letět (vodorovný let) letadlo bez lavalovy dýzy nadzvukovou rychlostí a proč ano nebo ne ?

Pojem laděné výfukové potrubí (délka) souvisí (vstupuje do výpočtu) minimálně jedna dnes vysvětlovaná veličina (hodnota), která ? Naladěné výfukové potrubí zvyšuje výkon při všech otáčkách nebo jen při jedněch ?

Zajímavosti z prezentace ČEZu

•Účinnosti nových bloků stavěných v ČR společností ČEZ- podkritické bloky ….. celková 38% (termická oběhu 46%) …. Tušimice- nadkritické bloky …….. celková 42% ..... Ledvice- GCCT ………celková 57,4%

• Německo zrušilo odmítnutí prodlužování životnosti jaderných bloků (stále neumožňuje stavět nové)• Od 1.1.2011 změna meziroční změny výkupních cen z OZE …… 15%• V blízké době v ČR výraznější podpora kogenerace• Prolomení limitů na těžbu uhlí bude ponecháno na komerční bázi mezi vlastníky pozemků a těžebními společnostmi.• Na výrobu 1 l bionafty se musí dovést ekvivalent 1,2 l nafty (funguje jen díky systému různých daní a dotací).• Růst HDP o 2% způsobuje nárůst spotřeby elektřiny o 1%.• Jaderná energetika očekává nedostatek dodavatelských kapacit v době realizace ETE 3 a 4.• Zaměstnanci ČEZ pracující na ETE 3 a 4 … 2009 – 100 lidí, 2019 – 700 lidí.• 2020 Očekávané spuštění ETE 3.• Slabina Temelína ….. doprava velkých dílů … bude po vodě a silnicí.• Omezení pro EDU ….. málo vody v řece …. umožní zbudovat jen 5. reaktor.• ČEZ bude i nadále v ČR stavět jen PWR reaktory.• V ČR podpora jádra mezi obyvateli 70% (stejnou hodnotu má v Evropě jen Litva a Slovensko)• V parlamentu aktuálně pro jádro 95% poslanců.• Nový trend uhelných elektráren – zavedení spalin do chladicích věží.• Zisk ČEZ za 3. čtvrtletí roku 2009 …… 44 mld. Kč

r Ta

Teplota vzduchu např. -50 C a=299 m/s

Teplota spalin např. 700 C spaliny CO2 a=489 m/s

Spaliny z motoru nemohou překonat 489 m/s, ale letadlo jako celek může překonat 299 m/s.

Vysvětlete princip termosky, jak se u ní snižují všechny tři způsoby přenosu tepla.