Uppgifter på värme och elektricitet Fysik 1-15, höst -09

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Uppgifter på värme och elektricitet Fysik 1-15, höst -09"

Marianne Lindgren
för 9 år sedan
Visningar:

1 Uppgifter på äre o eektriitet Fyik 1-15, öt n auiniukopp ar aan 10 g o teperaturen. I koppen ä 150 art atten ed teperaturen 85. Vad koer attnet teperatur att i id jäikt ed koppen? Borte från oginingen inerkan! ( p Hur ång tid tar det att äta 1 kg ed teperaturen 0 o edan ära det äta attnet ti kokpunkten, o an tiför den kontanta äreeffekten 1.0 kw? ( p. a n gaägare o to äger 50.0 g inneåer 0.50 iter atten ed teperaturen 0.0º. Bägaren är oerad från oginingen. n ängd nogradig ägg i attnet. Maan för ägaren o de inneå ökar då ti g. Betä jäiktteperaturen för andningen! ( p Linu gör en ätning o eräkning a kotnaden för att ta en ar du. Han äter upp att an anänder 0 iter atten ed teperaturen 40º. Antag att attnet o ta in ti uet eektrka aratteneredare ar teperaturen 10º. Beräkna ägta kotnaden för denna duning o i antar att pret för eektrk energi är 1 kr per kw. ( p. a På grund a ett oäande interäder ar Linnéa fått ett ager o är 1.0 tjokt på trappan ti in oartuga. rappan yta ar arean.0 o en ar deniteten 900 kg/. Linnéa funderar på att ta ort a en geno att ära runnatten ed teperaturen 10 på pen ti 95 o äa det ara attnet på trappan. Hur yket energi krä iniu för att ta ort en på detta ätt? Ange aret åde i J o kw! ( p n it äing ed aan 90 g är ti teperaturen 100. Den ara äingiten ägg i en ägare ed 0.50 d atten ed teperaturen 0. fter en tund ir den nya jäiktteperaturen i ägaren 4. Betä ur dea data den peifika ärekapaiteten för äing! ( p 4. Linnéa ar ett kjutottånd ed ariae retan. Hon koppar in en gödapa ärkt V/ W i erie ed kjutottåndet ti ett iatteri ed pänningen 1 V. a Viken retan ka kjutottåndet a för att gödapan ka ya ed aedd tyrka? (1 p Hur tor effektförut ker i kjutottåndet? (1 p å addade kuor, den ena ed addningen - n o den andra ed addningen -88 n, paera ut i punkterna (0, 0 o (, 0. n iten kua ed addningen +11 n ka paera ut på -aen å att den totaa eektrka kraften på kuan ir no. Var ka den ia poitit addade kuan paera? ( p

0 g inneåer 0.50 iter atten ed teperaturen 0.0º. Bägaren är oerad från oginingen. n ängd nogradig ägg i attnet. Maan för ägaren o de inneå ökar då ti 800.0 g. Betä jäiktteperaturen för andningen!

2 5. a Linu aorerar ed kondenatorer. Han ar fått fe kondenatorer, tå ed kapaitanen 1.0 µf, tå ed kapaitanen. µf o en ed kapaitanen 4.7 µf. Han får uppgiften att koppa iop några a eer aa kondenatorerna, å att den reuterande kapaitanen ir.1 µf. Ange en öjig kopping för Linu. Motiera ditt ar! ( p Betrakta koppingen nedan! Betä kondenatorn addning! ( p 1.0 kω 1.0 kω 10 V. kω 4.7 µf. a n ydiod ka a.1 V pänning öer ig o 15 A trö geno ig för att ya. Antag att du ar en pänningkäa ed popänning 9 V. För att få rätt pänning o trö för ydioden får an koppa in den ti pänningkäan i erie ed ett äpigt ottånd. Betä detta ottånd retan! ( p De tre kuorna A, B o är paerade uted en -ae i punkterna 0, 0.0 o 0.0 i tur o ordning. A ar addning +45 n, B ar addning -0 n o addningen +10 n. Betä den reuterande kraften på kua! ( p

Betä kondenatorn addning! ( p 1.0 kω 1.0 kω 10 V. kω 4.7 µf. a n ydiod ka a.1 V pänning öer ig o 15 A trö geno ig för att ya. Antag att du ar en pänningkäa ed popänning 9 V.

3 1. Vi orter från oginingen inerkan. uiniukoppen upptar ären uppt ( där är koppen åga egynneeteperatur ( o är den ökta utiga jäiktteperaturen för andningen auiniukopp o atten. Vattnet ager äreenergin ag ( där är attnet öga egynneeteperatur. Vid jäikt i andningen är upptaget äre ika ed agiet äre, iket ger en ekation där i öer ut jäiktteperaturen. ag uppt ( ( ( 4180 J/kgK 0.15 kg J/kgK 0.1 kg J/kgK 0.1 kg J/kgK 0.15 kg Sätning a en kräer energin 1 o ärning a attnet ti kokpunkten kräer energin. Den tiförda energin under en tid ge a Pt. Saantaget får i in Pt t P 4 kj/kg 1kg kj/kgk 1kg 100 1kW. a Vi orter från käret, d ägaren, inerkan. I prinip koer äen ägaren att kya a, en det inerkar yket ite på reutatet. Med gina uppgifter ar i kg fytande atten ed teperatur 0º, o anda ed kg ed teperatur 0º. Ien upptar äreenergin ( Det urprungiga attnet ager äreenergin ( Vid jäikt i andningen är upptaget äre ika ed agiet äre, iket ger en ekation där i öer ut jäiktteperaturen.

15 kg 85 + 900 J/kgK 0.1 kg 7 900 J/kgK 0.1 kg + 4180 J/kgK 0.15 kg Sätning a en kräer energin 1 o ärning a attnet ti kokpunkten kräer energin. Den tiförda energin under en tid ge a Pt.

4 ( ( ( 11 I a anänd ofta en förenkad etodik där an orter från uppärningen a ätattnet. Löningen ed den förutättningen ir ( 1 Feet ed den förenkade etodiken är itet, en kanke inte föruart. Beräkning ed den förenkade etodiken räkna o godkänd öning. Uppärningen a duattnet kräer int energin ( 4180 J/kg K 0 kg 0 K.51 MJ nergieneten 1 kw otarar 1 1kW 1kW W 00. MJ Linu gör atå åt ite indre än 1 kw, näigen.51 MJ 0.70 kw. 1. MJ/kW Däred kotar an du int 70 öre.. Betä fört en oy. Vi får V A.0 0, Ien aa ir då ρ V 900 kg/ kg Den energi o åtgår för att äta en ir 4 10 J/kg 18 kg kW 1000 W J J J J. 10 J/kW 1.7 kw

Uppärningen a duattnet kräer int energin ( 4180 J/kg K 0 kg 0 K.51 MJ nergieneten 1 kw otarar 1 1kW 1kW 1 1000 W 00. MJ Linu gör atå åt ite indre än 1 kw, näigen.

5 är den peifika ätentapin för. Inforationen o uppärningen a atten är irreeant för att ta reda på den energi o krä iniu. Då äingiten anar i ägaren age äre ti attnet. Denna energi ge a ( där är äingiten tartteperatur, 100, o den utiga jäiktteperaturen i andningen. Vattnet i ägaren upptar energin ( där är attnet egynneeteperatur, 0. Vid jäikt är det upptagna äret ika ed det agina. Vi får ( J/kgK 0.90 kg ( 0.50 kg ( 4-0 ( ( ( J/kgK 0.50 kg 4.0 K 0.90 kg 7 K 79 J/kgK 4. a Börja äpigen ed ett enket koppingea. 1 V Pien öer ottåndet inneär att i ar ett ariaet ottånd. När apan yer ed aedd tyrka ir tröen geno den I P / U W / V 0.50 A. Spänningen öer kjutottåndet ka ara V (1 V V o tröen aa o geno apan, 0.50 A. Vi får då den önkade retanen U V R 1 Ω I 0.50 A V ffektföruten ir produkten a pänning o trötyrka,

Vid jäikt är det upptagna äret ika ed det agina. Vi får ( 4.18 10 J/kgK 0.90 kg ( 0.50 kg ( 4-0 ( 100-4 ( ( 4.18 10 J/kgK 0.50 kg 4.0 K 0.90 kg 7 K 79 J/kgK 4. a Börja äpigen ed ett enket koppingea.

6 P UI V 0.50 A W Rita fört ut kraftituationen för addning! F A F B L - L A B -88 Atåndet är ökt! Vid jäikt gäer F A F B Q Q k A QQ k ( L B Beräkningarna underätta äentigt a att ätta in föråandet ger Q 4Q, iket B A Q Q k A k Q k Q 4Q B ( ( L L Q A När i etraktar förta o ta edet er i att det eta går att förkorta ort, å att i får Q Q k A Q 4Q A 1 4 k ( L 4 ( L ( L L 11 Såede ka kuan paera i punkten (+11, 0. L 5. a Man får pröa ig fra. n paraekopping a 4.7 µf o 1.0 µf ger reuterande kapaitan 5.7 µf, iket är i näreten a det efterfrågade ärdet. O an edan eriekoppar reterande kondenatorer, d. µf,. µf o 1.0 µf får an 0.5 µf a den koppingen. Paraekoppar an denna erie ti de tidigare nända får i totat kapaitanen. µf, iket är nära det önkade ärdet. Vi ka e o det går att koa närare. Seriekopping a 1.0 µf o. µf ger µf. O i gör tå ådana eriekoppingar o ägger de paraet ed 4.7 µf får i reuterande

går att förkorta ort, å att i får Q Q k A Q 4Q A 1 4 k ( L 4 ( L ( L L 11 Såede ka kuan paera i punkten (+11, 0. L 5. a Man får pröa ig fra. n paraekopping a 4.7 µf o 1.0 µf ger reuterande kapaitan 5.

7 kapaitan µ F µ F µ F.075 µ F.1µ F Andra koppingaternati kan finna. 1.0 µf. µf 1.0 µf. µf 4.7µF Kondenatorn igger paraet ed. kω-ottåndet, iket inneär att pänningen öer kondenatorn är ika ed pänningfaet öer detta ottånd. För att eräkna detta pänningfa eöer i räkna ut tröen i kreten. Vi utgår ifrån att kondenatorn är fut uppaddad, å det går ingen trö ti kondenatorn. Vi ar då en enke eriekopping a tre ottånd o får tröen I R 10 V 1.0 kω kω +. kω 10 V 400 Ω.8 A Spänningfaet ir då U - RI 00 Ω.8 10 A 5.4 V Kondenatorn addning få utigen ur Q U F 5.4 V 5 µ F. a U 9 V -.1V.9 V, I A U, R I QAQ QBQ 45 F k k kq ( 0 r r 0.0 A B.9 V A 40 Ω

Vi utgår ifrån att kondenatorn är fut uppaddad, å det går ingen trö ti kondenatorn. Vi ar då en enke eriekopping a tre ottånd o får tröen I R 10 V 1.0 kω + 1.0 kω +. kω 10 V 400 Ω.

Relevanta dokument

b) När den brutna strålen fortsätter och nästa gång når en gränsyta mot luft kommer den att ha infallsvinkeln

b) När den brutna strålen fortsätter och nästa gång når en gränsyta mot luft kommer den att ha infallsvinkeln Lösnngar t tentaen 089 ysk de för asåret. a) örst ehöer an äta upp och eräkna nfasnke och rytnngsnke. O an är osäker på trgonoetrn får an uppskatta nkarna och anända det. Geno att räkna rutor fguren får