Ο Ερμής είναι ο πλησιέστερος πλανήτης στον Ήλιο. Αυτό δημιουργεί ένα μεγάλο πρόβλημα αν θέλουμε να δημιουργήσουμε αποικία, αφού την ημέρα η θερμοκρασία είναι 4300C και το βράδυ πέφτει στους -1800C. Οι άποικοι φυσικά θα πρέπει να ζουν σε θόλους με κλιματισμό. Ας θεωρήσουμε ότι ένα κλιματιστικό μηχάνημα, λειτουργεί σαν ιδανική μηχανή Carnot και στο χώρο διαβίωσης δημιουργεί θερμοκρασία 200C. Ο ρυθμός απώλειας ενέργειας από ή προς το περιβάλλον από τη μόνωση του θόλου είναι 0,5KJ/s για διαφορά θερμοκρασίας 10C .
α) Ποιος είναι ο ρυθμός απώλειας ενέργειας τη νύχτα και ποια η ισχύς της μηχανής Carnot, όταν λειτουργεί κατά τη διάρκεια της νύχτας;
β) Ποιος είναι ο ρυθμός εισροής ενέργειας την ημέρα και ποια η ισχύς της μηχανής Carnot, όταν λειτουργεί κατά τη διάρκεια της ημέρας;
“Κύριε υπάρχει στην τηλεόραση μια διαφήμιση της ΔΕΗ και λέει για αντλία θερμότητας. Τι είναι αυτό;”
Απαντάμε ότι δεν είναι στην ύλη και πάμε παρακάτω;
Η ανάρτηση αφιερώνεται στο Διονύση Μάργαρη και στο μαθητή μου που ρώτησε.
Καλό μεσημέρι Ανδρέα.
Σε ευχαριστώ για την αφιέρωση.
Πού την θυμήθηκες την αντλία θερμότητας; Υπάρχει τέτοιο πράγμα;
Ένα αντίδωρο και από μένα:
Να χρησιμοποιήσουμε μια αντλία θερμότητας;
Γειά σου Ανδρέα. Κάποτε διδάσκαμε και τέτοια θέματα. Πολύ καλή και με εύστοχα σχόλια. Ειδικά το πρώτο, που επιβεβαιώνει ότι η άγνοια ευνοεί την παραπληροφόρηση. Στην απάντηση του δεύτερου ερωτήματος, στην πρόταση: “Προφανώς Qh > 0, W < 0, Qh > 0”, ένας δείκτης πρέπει να γίνει “c”.
Καλησπέρα Διονύση. Υπάρχει και Θερμοδυναμική θα απαντούσα. Και εμείς είμαστε – εκτός από εντολοδόχοι του Υπουργείου Παιδείας – και Φυσικοί. Το αντίδωρο, αν και 10 ετών, μοιάζει σαν δίδυμη αδερφή της ανάρτησης. Αποδεικνύει μάλιστα το σχόλιο β, με τον καλύτερο τρόπο.
Αποστόλη σε ευχαριστώ. Τότε μάλιστα είχαμε 12 κεφάλαια και δεν είχαν ανακαλυφτεί οι υπερπαραγωγές. Το “Προφανώς…” διορθώθηκε.
Να είσαι καλά!
Καλημέρα σε όλους.
Ανδρέα πολύ έξυπνη παρουσίαση.
Επίσης γι’ αυτό που λες:
γ) Είναι μάταιο και δεν συνάδει με τις αρχές της Επιστήμης της Φυσικής, να μαθαίνουν οι
μαθητές τη διατύπωση του 2ου Νόμου της Θερμοδυναμικής κατά Clausius και να μην κάνουν ένα παράδειγμα.
Συμφωνώ απολύτως. Πόσοι μαθητές μετά από τόσες ώρες ηλεκτρισμού (ασκήσεις) ξέρουν να πατήσουν το κουμπί με το Τ από το ρελέ για να δουν αν λειτουργεί, οπότε να έχουν καλύτερη προστασία σε βραχυκύκλωμα;
Να είσαι καλά!
Καλημέρα Ανδρέα
Με εντυπωσίασε η ιδέα σου !
Ίσως λείπει σαν σχόλιο, που συνήθως κάνεις ,για το “θεωρητικό” της Carnot και τη χρήση του ec για να δούμε αν κάποια πρόταση για μια μηχανή με κάποιο e …ευσταθεί.
Να είσαι πάντα καλά
Καλημέρα Βασίλη. Σε ευχαριστώ. Ο μαθητής που αναφέρω στην αφιέρωση, θα δοκίμαζε να δει τι κάνει το Τ στο ρελέ. Η πλειοψηφία όμως δυστυχώς όχι. Αν δεν εξετάζεται στις Πανελλαδικές, δεν ενδιαφέρει. Αλλά η απαγόρευση από το ΙΕΠ ασκήσεων είναι ακόμα πιο απαράδεκτη. Ναι στη διατύπωση – παπαγαλία , όχι στην εφαρμογή που εξηγεί τη διατύπωση. Οι νόμοι της Φυσικής είναι ένα είδος δόγματος; Δεν επιδέχονται αμφισβήτηση ή επιβεβαίωση από πειράματα ή εφαρμογές;
Καλημέρα Παντελεήμονα. Σε ευχαριστώ για την αποδοχή. Ο Διονύσης νομίζω μας καλύπτει στην ερώτησή σου, αφού η ανάρτησή του, που έχει μάλιστα από το 2012, αναφέρεται σε μηχανή Stirling. Με αυτήν τροφοδοτούνται και διαστημικά οχήματα πλέον, λόγω της δυνατότητας επιλογής της πηγής ενέργειας και του συνεπαγόμενου χαμηλού κόστους.
https://world-nuclear-news.org/Articles/Nuclear-and-Stirling-engines-spur-space-exploratio
Καλησπέρα σε όλους,
Ανδρέα τα συγχαρητήριά μου για την ιδέα και την παρουσίασή της!
Φοβάμαι ότι στη “μοντέρνα” κοινωνία μας είναι … ανεπιθύμητη η καλλιέργεια της κριτικής σκέψης και της λειτουργικής γνώσης στα παιδιά – μελλοντικούς πολίτες …
Είναι “χρησιμότεροι” οι άβουλοι, ευκολόπιστοι πολίτες, παλαμάκηδες της κάθε “μοντέρνας” και “φουτουριστικής” … τσακρολογίας!
Εδώ και δεκαετίες τα σπίτια μας είναι γεμάτα με … αντλίες θερμότητας, είτε μόνο ψύξης, είτε ψύξης – θέρμανσης!
Μόνο που μέχρι τώρα τις λέγαμε … “ψυγεία” και “κλιματιστικά”!
Και τώρα οι εταιρείες ανακάλυψαν ξαφνικά πάλι τον … τροχό!
“Αντλίες θερμότητας” για την ψύξη – θέρμανση των “νεόφερτων” ηλεκτρικών αυτοκινήτων, “αντλίες θερμότητας” για να κάνουμε οικονομία στο οικιακό ρεύμα …
“Πλήρωνε λαέ και μη ερεύνα … φροντίζουμε εμείς για το καλό σου …
Μέχρι και … Κβαντομηχανική και Σρέντιγκερ θα σου μάθουμε …
Γιατί όχι κι απ’ το Δημοτικό!”
Καλημέρα Διονύση. Σε ευχαριστώ για την αποδοχή της ανάρτησης, αλλά κυρίως για τη διατύπωση της άποψής σου, με την οποία συμφωνώ απόλυτα.
Είναι μάλιστα λυπηρό που ένας μόνο μαθητής, ανάμεσα σε 50 της Β΄Θετικής, ρώτησε για την αντλία θερμότητας. Σα να αρχίζει να γίνεται κτήμα πλέον ότι υπάρχει κάποια απόκρυφη, μυστηριώδης γνώση, που δεν τους αφορά, αφού είναι για τους ειδικούς και τους γνωρίζοντες. Οι έχοντες άγνοια όμως πληρώνουν ευκολότερα, αντιδρούν λιγότερο, αφήνοντας αυτούς που “ξέρουν” να θέτουν και ερωτήματα, όπως:
“Έχουμε χιλιάδες θέσεις εργασίας στον Τουρισμό. Γιατί δεν πάνε οι τεμπέληδες νεαροί να δουλέψουν;” Εννοούν τετράμηνο στη Μύκονο, 12 ώρες ημερησίως, χωρίς ρεπό. Αν ξέρουν και την εξίσωση Σρέντιγκερ ακόμα καλύτερα.
Να είσαι καλά!
Καλημέρα Ανδρέα 🙂
… και με κόστος ενοικίασης δωματίου μεγαλύτερο από το μισθό τους! …
Καλησπέρα σε όλους! Διονύση, στην παλιά σου ανάρτηση για την αντλία θερμότητας, μου έκανε εντύπωση το σχόλιο του Γιώργου Καραβασίλη ότι με κύκλο Stirling μπορεί να επιτευχθεί C.O.P. έως 11 όταν τα σύγχρονα κλιματιστικά βρίσκονται στο 3,5. Αυτό σημαίνει ότι οι σχεδιαστές τους πρέπει να δουλέψουν πυρετωδώς για να φθάσουν τουλάχιστον το 7, αν πραγματικά ενδιαφέρονται για τον πλανήτη Γη!
Καλημέρα Θανάση.
Δεν ξέρω πόσο εύκολο είναι τεχνικά το να αυξηθεί ο συντελεστής απόδοσης.
Άλλο ο θεωρητικός βαθμός και άλλο η επίτευξή του…
Σίγουρα θέλει ψάξιμο και εξέλιξη!