c.d.
Oprzemy się teraz o kilka prostych i znanych fizycznych praw i takichż wzorów (brrr... ale nie wyłączaj jeszcze kompa ;-) )
Jedno z nich - prawo zachowania energii - mówi, że nie da się wziąć jej znikąd ani rozproszyć bez śladu. Jak dotąd nie zauważono potwierdzonego
wiarygodnie wyjątku, ku rozpaczy potencjalnych twórców perpetuum mobile w ich heroicznych wysiłkach.
Natomiast można tę energię przeistoczyć z jednej postaci w inną, a proces ten, będący zródłem większości globalnych problemów, spędza sen z powiek
najtęższym umysłom w skali planety.
Przeistaczanie to nie jest takie, jakbyśmy sobie tego (pobożnie) życzyli. Pojęcie sprawności jakiejś maszyny czy też procesu na tych życzeniach się zasadza
właśnie. Sumaryczna energia włożona jest zawsze idealnie równa sumarycznej wyjętej. Ale my chcielibyśmy, aby po przetworzeniu uzyskać jak najwięcej
energii w postaci, o którą nam chodzi, a jak najmniej w innych postaciach, gdyż te zwykle w większości tracimy. Spełnienie naszych dążeń zwykliśmy
wyrażać w % lub adekwatnym ułamku dziesiętnym. Dotyczy to także procesu transportowania energii.
Kiepsko z tym mamy... Żarówka właściwie prawie tylko grzeje, zamiast świecić (1.5 ... 5 %), głośnik też, zamiast grać (podobnie, zwykle gorzej), bardzo
nowoczesna elektrownia konwencjonalna głównie podgrzewa powietrze i ew. rzekę, a prądu nam daje tak trochę nie za grubo i do tego nie za tanio (42 %),
lokomotywa spalinowa 55 ... 65%, alternator w Twoim autku... poczekajcie, temu kolesiowi niebawem bliżej się przyjrzymy, akumulator ołowiowy-tu mamy
dwukrotne przetwarzanie- 87 ... 90%, ale realnie dużo mniej, bo są jakie są; tego też wezmiemy pod lupę.
A silniki w Naszych autkach? Myślę, że wiecie...
Na prostej drodze przy stałej, korzystnej ekonomicznie prędkości 19 ... 26% benzynka i 24 ... 29% dieselek. Rzeczywista sprawność eksploatacyjna jest
rozpaczliwie niska i w cyklu miejskim realnie może nie przekraczać 4%!!! Toż to nie lepiej, niż parowóz (4 ... 8%).
A silnik elektryczny?... Oooo!...
Sprawność dobrze skonstruowanej jednostki jest wręcz szokująco wysoka! Będąc mocno zależną od wielkości tej jednostki, już przy mocy 10kW może
dochodzić do 95%, a w wykonaniach specjalnych - jeszcze więcej. Ale o tym będzie w E23.
Jedną z powszechnie obserwowanych postaci jest energia kinetyczna. Jej magazynem jest każde poruszające się ciało. Fizyk powiedziałby, że każda masa
o niezerowej prędkości.
Znamy masę Naszych autek, a prędkość (jej przedziały) właśnie sobie zmierzyliśmy wraz z czasem utraty energii w czasie wybiegu, czyli jazdy rozpędem.
W tym czasie cała zmagazynowana uprzednio energia pokonywała wszystkie opory ruchu auta.
Możemy ją sobie obliczyć: energia kinetyczna = połowa iloczynu masy przez kwadrat jej prędkości, czyli
Ek [w dżulach] = masa [w kilogramach] x prędkość [w m/s] do kwadratu / 2
A cóż to takiego ten dżul? To podstawowa jednostka ilości energii właśnie, w układzie SI, od nazwiska pewnego pasjonata...
Dużo to, czy mało? Drewienko zapałki zawiera ok. 140J, litr wody, której się właśnie zbiera na wrzenie ok. 419 kJ, literek benzynki - ok.36 000 kJ, pędzący
zestaw z trzydziestoma tonami czegoś tam na naczepie...
Jeżeli jeden dżul przetwarzamy w ciągu jednej sekundy, to moc tego przetwarzania wynosi jeden wat. I na odwrót, gdy mocą jednego wata pracujemy przez
sekundę, to ta praca jest równa jednemu dżulowi. A gdy z dżula chcemy jeden wat, to będzie trwało to sekundę.
Co to ma do Naszej Buni?
Ano, będzie na przykład przy 2000 kg i 100 km/h : 2000 x 27,78 x 27,78 / 2 = 154345,7 / 2 =771728,4 = ca. 772 kJ
a przy 90 km/h : 2000 x 25,00 x 25,00 / 2 = 1250000 / 2 = 625000 = 625 kJ
Widzimy różnicę: auto "zużyło" 772 - 625 = 147 kJ w czasie... ano właśnie, zmierzcie sami. Na razie powiedzmy dla wygody, że było to 10 sekund.
Domyślacie się już, do czego zmierzam? Zgrane trio dżul-wat-sekunda wyśpiewa nam piękną prawdę:
147000 : 10 = 14700 W = 14,7 kW
To była(by) średnia moc oporów jazdy, tracona nieliniowo (kwadrat we wzorze!) w przedziale 100-90 km/h. Właściwa dla ca. 96 km/h.
Niejaki Newton coś przebąkiwał w tym temacie...Wynikałoby z tego, że... Tak! Taka moc jest potrzebna, by utrzymać taką prędkość. Wróć - byłaby, bo czas był
założony. Zmierzcie go.
c.d.n.
Odpowiedz z cytatem