Кіловат-година, енергія, Фрідріх Бальк
Фізична одиниця для роботи
Фізична одиниця для виконання
Продуктивність = робота за раз
1 Вт секунда (Вт) = 1 Ньютон метр (Нм) = 1 джоуль (Дж)
1 кіловат-година (кВт-год) = 3600000 Нм = 3600000 Вт = 3600000 Дж = 3600 кДж
Приклад:
= 3600 метрів х 1000 ньютонів
= 3600 метрів х 100 кг х 9,81 м/сІ
тобто підніміть приблизно 100 кг на 3600 метрів Примітка *)
або підніміть приблизно 1200 кг на 300 метрів.
Електроенергія
1 кіловат-година (кВт-год) = 3600000 Вт-секунд (Вт)
що відповідає 20 карат (станом на 2008 рік); 28 карат з урахуванням ПДВ станом на 2014 рік
Теплова енергія
Нагрійте 1 кг води на 100 °, Ш = 4,19 х 1000 х 100 Вт-секунд
= 419000 Вт секунд = 0,12 кВт-год (кіловат-година)
Нагрійте 8,6 кг води на 100 °, Вт = 1 кВт-год
(1/0,12 = 8,6)
1 кг води випаровується, Вт = 2100000 Вт секунд = 0,58 кВт-год
(2100/3600 = 0,58), (при роботі з розділенням бульбашок пари це 2256 кДж/кг)
1,7 кг води випаровується, Вт = 1 кВт-год
Хімічна енергія
1 мільйон природного газу має 8,9 кіловат-години або 0,11 мільйона природного газу має 1 кВт-год
що відповідає приблизно 7 карат (залежно від місця та тиску повітря, станом на 2008 рік); 9,3 карат з урахуванням ПДВ станом на 2014 рік
| 1 кг спирту (85%) | 25300 кДж | 7 кВт-год |
| 1 кг бензину | 42700 кДж | 11,9 кВт-год |
| 1 кг кам’яного вугілля | 30000 кДж | 8,3 кВт-год |
| 1 кг пропану/бутану | 46000 кДж | 12,7 кВт-год |
| 1 кг деревини (суха) | 16000 кДж | 4,4 кВт-год |
| 1 кг мазуту EL | 41000 кДж | 11,4 кВт-год |
| Рис. 01: Ейфелева вежа має висоту понад 300 метрів. (FB) | Рис. 02: Цей Volvo важить близько 1200 кг. Підняття його на Ейфелеву вежу приблизно еквівалентно кіловат-годині. (FB) |
| Рис. 03: Електричний чайник та ваги, а також лічильник енергії, практичний експеримент для визначення теплоти випаровування та теплової потужності чайника. 1,7 кг води, що випаровується, відповідає одній кВт-год (FB) | Рис. 04: Вміст енергії в деревині бука, 1 кг, становить близько 4 кВт-год (FB) |
| Рис. 05: Прогрівання води духовкою, 143 г алкоголю відповідають одній кВт-год (FB) | 06: Нагрівання води за допомогою кемпінгової газової плити, 78 г газу відповідають одній кВт-год. (FB) |
| 07: Відповідає одна кіловат-година. (Витрати у 2006 році на Верхній Гарц) | |
Теплова енергія, потужність, підвищення температури
Коли температура підвищується, стає помітним значне розсіювання потужності, що призводить до дедалі більшої кривої згладжування. Потужність, яка фактично надходить у воду, що визначається з градієнта, стає все меншою і меншою з підвищенням температури. Тому підвищення температури відбувається повільніше.
Після вимкнення опалення втрати потужності можна визначити за кривими охолодження. Приблизно в 95 градусів це близько 200 Вт.
Тому при нагрівачі на 200 Вт нагрівання до 100 градусів було б неможливим.
Споживана теплова енергія становить близько 0,1 кВт-год, що становить близько 2 карат. (2008) (FB)
Електрична енергія: 5000 кВт-год на рік, тобто 5000 х 0,20 карат = 1000 євро/рік
або на день: 13,7 кВт-год та 2,75 євро
Природний газ: 30000 кВт-год на рік (3370 млн. Природного газу), тобто 30000 х 7 карат = 2100 євро/рік
або 82 кВт-год на день і 5,7 євро на день
Деревина: 30000 кВт-год на рік (6810 кг дров, близько 10-12 кубічних метрів бука)
* Вимірювання сили тяжіння, визначення прискорення за рахунок сили тяжіння
=> Підніміть 100 кг на 3600 м.
Формула W = m g h передбачає, що g скрізь однаково. Але це лише приблизно правда!
Зазвичай використовується 9,81 м/сІ. Спрощеними словами, обчислюється з 10 м/сІ.
Точно із специфікацією 9,81 м/сІ 3669 м замість цього 3600 м.
Це правда в Німеччині?
Тут ви можете спробувати:
http://www.bkg.bund.de/nn_175462/DE/Bundesamt/Geodaesie/GeodIS-WA/WApp/SwrBer/swrber00__node.html__nnn=true
(програма обчислює лише висоти до 3100 м)
Наприклад, існує різниця між Любеком та Мюнхеном для g.
54 °; 10,2 ° (близько Любека) висота 0 => 9,8142; Висота 3100 => 9,80818
48,1 °; 11,6 ° (Мюнхен) висота 0 => 9,80816; Висота 3100 => 9,80207 середнє значення навколо 9.805
Ви бачите, що щось різне виходить навіть на різній висоті.
Це було б для Мюнхена 3529,8 м, але є все-таки трохи менше, оскільки Мюнхен, на відміну від того, що занесено в рахунок, вже знаходиться приблизно на 540 м над рівнем моря.
Однак цей розрахунок повинен переповнити студентів. Тож розраховуйте на 10!
обігрівач, Газові/масляні або електричні
Опалення електрикою значно дорожче, ніж газом.
Кіловат-година газу коштує близько 9 центів, а електроенергія - близько 28 центів. Це робить вас Фактор 3.1 (2014).
Якщо вам потрібна приблизно однакова кількість кіловат-годин для опалення в обох режимах роботи, тоді ви платите в три рази ціну за електричне опалення.
Якщо врахувати втрати в трубах, димоході, запасах тощо, то перевага газу дещо зменшується.
обігрівач, Газ з дровами
Січень 2015 р
| Джерело тепла | Комбінований котел CTC побудований в 1982 році | Газовий конденсаційний котел |
| паливо | Деревні брикети (тріска) | природний газ |
| споживання | 30 кг | 10 мі |
| Вміст енергії | 4,8 кВт-год/кг | 8,9 кВт-год/мі |
| Кількість тепла | 144 кВт-год | 89 кВт-год |
30 кг деревної тріски коштували в січні 2015 року 6,9 євро.
89 кВт-год газу дає 9,3 кт/кВт-год (включаючи ПДВ станом на 2014 рік) 8,3 євроПаливна деревина коштує лише (6,9/8,3
0,83) 83% порівняно з газом
Якщо додати транспортні витрати на брикети, різниця в ціні ще менша.
При максимальному навантаженні автомобіля з водієм 400 кг ви повинні з урахуванням цієї потреби в теплі приблизно кожні 13 днів доїхати до дилера.
Поїздка з 40 штуками 10-кілограмової упаковки * 2,3 євро/упаковка означає 92 євро за деревину плюс бензин, знос і час.
Таким чином, передбачувана перевага опалення деревиною над газовим опаленням ще більше зменшується.
Опалення за допомогою електричного теплового насоса
Тепловий насос транспортує кількість тепла від нижчого рівня температури (який не можна використовувати в радіаторі) до більш високого. наприклад, температура землі 8 ° -> температура нагрівальної води 35 °.
Для цього йому потрібна рушійна енергія. Показник ефективності (у значенні "ефективність") вказує, скільки теплової енергії ви отримуєте на енергію приводу. Загальними є коефіцієнти ефективності від 3 до 4. Якщо різниця температур невелика, вона вища, а якщо більша, то менша.
наприклад, 8 ° -> 35 ° має вищий коефіцієнт корисної дії, ніж 8 ° -> 45 °. (Холодніший тепла підлога в порівнянні з теплішими радіаторами)
На практиці, однак, нижчі температури часто навіть нижчі.
Вплив на корисну кількість тепла (кіловат-година):
Якщо під час виробництва електричної енергії на електростанції втрачається 2/3 первинної енергії, то залишається лише 1/3. Якщо зараз працює тепловий насос з електричним приводом з коефіцієнтом продуктивності 3, загальна сума становить
Коефіцієнт 1/3 * 3 = 1.
тобто.
Якщо ви використовуєте первинну енергію безпосередньо для опалення, ви отримуєте однакову загальну ефективність.
Ви економите витрати на системи, лінії електропередач тощо.