2013.5

5.2: Ale ciepło, które się wydziela w uzwojeniu prądnicy następuje dopiero po tym gdy prądnicę wprawimy w ruch, a żeby to zrobić to w tym przypadku musimy najpierw "spalić" paliwo, czyli najpierw energia wydziela się w formie energii chemicznej.

5.3: Musisz najpierw przeliczyć KM na kW i dopiero tę wartość wykorzystać we wzorze.

5.4: W treści nie jest to do końca doprecyzowane, ale należy przyjąć, że maksymalną moc 5 kW mozna osiągnąc również wtedy, gdy napięcie skuteczne nie wynosi 400 V, ale również wtedy gdy jest ono niższe i równe 230 V. A wtedy zgodnie ze wzorem, który zresztą podałeś, czyli P = U*I, dostaniemy przy tej samej mocy P i niższym napięciu U, wyższą wartość I.

5.6: Tak, jest ok.

5.7: Tutaj trzeba tylko wykorzystać te liczby odpowiadające danym "etapom", które są podane. Mianowicie praca silnika benzynowego jest tylko częścią pracy całego agregatu - wiemy, że jego sprawność wynosi 32%, więc gdyby móc już w wyniku działania tylko tego silnika benzynowego wyciągać energię z agregatu (bez użycia prądnicy), to jego całkowita sprawność wynosiłaby 32%. Wiemy natomiast, że ta całkowita sprawność wynosi 16%, czyli jeszcze po drodze (na prądnicy) jest "gubiona " pewna część energii, tak, że z całego agregatu wyjmujemy tylko 16% zamiast tych 32%. 16% z 32% to 50%, więc tracimy po drodze (na prądnicy) jeszcze połowę tej energii, czyli sprawność prądnicy wynosi 50%.

5.2.: Czyli w czasie spalania wydziela się ciepło? I czy później nie wydzieli się właśnie także to ciepło Joule'a Lenza?

5.4.: No ale wtedy będę miał wynik 2 razy mniejszy, bo moim zdaniem Pmax jest dla Umax=pierwiastek z 2*Usk i Imax=pierwiastek z 2*Isk, a w odpowiedziach twierdzą, że Pmax=Usk*Isk.

5.7.: A nie dałoby się tego jakoś obliczyć, np z ilorazu pracy całkowitej i użytecznej? Bo jakoś średnio to rozumiem, moim zdaniem w tym rozumowaniu nie wiem czemu pominęliśmy energię mechaniczną no bo silnik tworzy chemiczną a prądnica elektryczną.

Czy sprawność silnika można rozpatrywać jako analogia do ciepła pobranego? Bo to on dostarcza energię. A sprawność agregatu jako analogia do pracy całkowitej, bo jest to jakby wynikiem całego procesu przemian.

5.2: Tak i tak ;)

5.4: Słowem klucz jest tutaj, że jest to maksymalna moc "stała" (czyli na jakimś dłuższym przedziale czasowym), a to oznacza, że musi być ona związana z wartościami skutecznymi, stąd takie obliczenie. Uważam, że na dzisiejszej maturze byłoby to dopowiedziane, bo faktycznie może się to wydawać trochę niejasne.

5.7: Nie widzę tutaj innego sposobu obliczenia tego. Ale energii mechanicznej nigdzie nie pominęliśmy - silnik wykorzystuje energię chemiczną (nie tworzy jej) i przetwarza właśnie w energię mechaniczną. A prądnica tę energię przetwarza na energię elektryczną.

Ostatnie zdanie nie do końca ma dla mnie sens - cały agregat należałoby raczej traktować jako układ przetwarzający energię - energia dostarczana jest w formie paliwa, które jest spalane, i agregat wykonuje jakąs pracę użyteczną. Stosunek pracy użytecznej wykonanej przez agregat do dostarczonej energii jest jego sprawnością.

5.2.: Czyli powinni doprecyzować, że chodzi o spalanie paliwa w silniku?

5.4.: A jakby zamiast "maksymalna moc stała" napisali po prostu "moc stała" to musimy wtedy wiedzieć, że wiąże się to z wartościami skutecznymi natężenia i napięcia tak?

5.7.: Bo dla mnie to rozumowanie nie jest do końca intuicyjne, więc próbowałem sobie to skojarzyć z wzorem: sprawność=Wcałk/Qpob.

5.2: Prawdopodobnie tak ;)

5.4: Wtedy sytuacja byłaby niejednoznaczna, bo silnik mógłby pracować ze stałą mocą, ale o różnych wartościach, więc to w jakiś sposób musiałoby być doprecyzowane.

5.7: Ok, ale tu nie mamy do czynienia z silnikiem cieplnym, dla którego zapisuje się takie równanie, więc jeśli już to zdecydowanie lepiej użyć tej ogólniejszej definicji sprawności, o której wspomniałem właśnie w poprzednim komentarzu, czyli sprawność = Euż/Edost.

5.4.: A jak napisaliby, że chodzi o moc o stałej wartości to wtedy byłoby jednoznaczne?

5.7.: Wydaje mi się, że kiedyś już o to pytałem, ale wtedy w tym wzorze Euż=Edost-Etr?

I czy ten podpunkt mógłby się trafić na tegorocznej maturze?

5.4: No jak dla mnie też nie, bo nie wiadomo jaka ta wartość miałaby być ;)

5.7: Tak i tak :)

5.4.: Aha, bo ja chyba wcześniej nie zrozumiałem. To chodzi o to, że jak napisaliby po prostu moc stała to nie byłoby wiadomo, którą wartość napięcia i natężenia skutecznego wziąć do obliczeń tak?

Tak.

Dziękuję :)