KESKUSTELUT > MUUT AIHEET > KÄYTÄNNÖNLÄHEINEN TEHTÄVÄ

9763. Käytännönläheinen tehtävä

Ari20.7.2021 klo 20:36
Uima-altaan koko on 10x25 metriä.
Ulkoilman keskilämpötila on 20 celsiusastetta.

Kuinka paljon energiaa tarvitaan kuukaudessa altaan pitämiseen 25 celsiusasteisena?

Kuinka paljon energiaa tarvitaan kuukaudessa, jos altaan lämpötilaa nostetaan 1 celsiusasteella 26 celsiusasteeseen?
2. Ari20.7.2021 klo 20:49
Energia vastaus Wattitunteina.
3. Juhani Heino21.7.2021 klo 00:38
Eikös tuossa ole merkitystä myös syvyydellä?
4. Ari21.7.2021 klo 05:57
Sitä en osaa sanoa, miten se siihen vaikuttaa, mutta jos vaikuttaa, niin syvyys olkoon 1 metri.

Mutta tuuli toki vaikuttaa mutta ei huomioida sitä, eikä yö/ päivä lämpötilanvaihtelua myöskään koska menee liian vaikeaksi.
5. Jukkis21.7.2021 klo 12:23
Tottakai syvyys vaikuttaa, koska tilavuuttahan tässä lämmitetään. Jos kuutiometri vettä lämpenee yhdellä asteella, sen sisältämä lämpöenergia kasvaa 4.186 MJ eli 1.16 kWh. Siitä voi laskea eri tilavuuksille ja lämpötilamuutoksille.

Mutta en minä ainakaan osaa ollenkaan sanoa, millä tavalla ison uima-altaan veden lämpötila seuraa ulkoilman lämpötilavaihteluja, paitsi että ei se niitä ainakaan reaaliaikaisesti seuraa. Ja jos ulkoilman lämpötilavaihtelut jätetään huomiotta, niin ei tämä silloin kyllä mikään käytännönläheinen tehtävä ole.

Googlaimella löytää asian käsitelyä, mutta minulta ainakin aika pian meni hermo selityksiin, joissa energian yksikkö on ensin kW ja sitten kW/h.
6. Jaska21.7.2021 klo 13:52
Mielestäni em. 250 kuutioinen vesimassa ei ole käytännössä uima-allas. Olkoon siis pelkkä allas. Tuloksen tarkkuutta ajatellen pitäisi kai aika ilmoittaa vuorokausina? Kuukaudessa on 28, 29, 30, tai 31 vuorokautta. En tosin osaa arvioida, onko maksimissaan kolmen vuorokauden aikaerolla käytännön merkitystä.
7. Jukkis21.7.2021 klo 14:03
Jos oletetaan vaikka vähän realistisempi syvyys, vaikka 1,5 m:n keskisyvyys, niin tilavuus on 375 m2. Sitten vaikka oletetaan että säät on sellaiset, että joka yö veden lämpötila laskee 24 asteeseen, eikä ilman lämmitystä päivällä siitä nouse. Silloin heinäkuussa sähköä kuluu veden lämmitykseen 31*375*1.16 kWh = 13485 kWh. Eli kohtalaisen sähkösyöpön omakotitalon vuosikulutuksen verran.
8. Ari21.7.2021 klo 16:00
Tuossa tehtävässäni pohdin lähinnä miten suurella teholla siitä haihtuessaan lähtee energiaa, jonka verran siis tulee lämmittää että lämpötila säilyy. Reunojen aiheuttamaa hävikkiä ei tarvitse laskea, joten luulin ettei syvyydellä ole merkitystä, eikä sitä miten paljon energiaa tarvitaan nostamaan lämpötilaa tuon yhden asteen.
9. eol21.7.2021 klo 17:54
Jos altaan sivut ja pohja voidaan olettaa täysin lämpöeristetyksi, niin kyllä silloin lämpöenergian hävikki altaasta on ymmärtääkseni tosiaan suoraan verrannollinen altaan pinta-alaan. Ja jos vielä veden lämpötila, ilman lämpötila, ilman kosteus ja tuulen nopeus oletetaan kaikki tunnetuiksi vakioiksi (ja kun oletetaan ettei merkityksellistä auringonpaahdetta ole), niin häviöteho per neliömetri voitaneen periaatteessa laskea. (Oletetaan vielä sekin, että haihtumisen korvaamiseksi altaaseen on saatavilla rajattomasti ulkoilman lämpöistä vettä.)
10. eol21.7.2021 klo 18:09
P.S. Oletetaan nyt varmuuden vuoksi myös ilmanpaine tunnetuksi vakioksi.
11. Jukkis21.7.2021 klo 19:06
Juu-u, taitaapa tosiaan noin olla. Kaivoin esille fyssan kirjan ja opin, että säteilemällä se lämpö kai karkaa, ja laskin että jos veden lämpötila on 25 astetta ja ilman 20 astetta, niin 250 m2 vedenpinta säteilee lämpöä noin 6.6 kW teholla.

Vaikka on se kyllä aika epäintuitiivista, että altaan syvyys ei vaikuttaisi mitään tarvittavaan lämmitystehoon. Siis että 1 cm syvä ja 10 m syvä vesi tarvisi saman lämmitystehon.
12. Jukkis21.7.2021 klo 19:22
Vai meniskö se intuitiivinen ajattelu niin, että kun lämpösäteilyteho on sama matalalle ja syvälle altaalle, niin matala tietysti kylmenee nopeammin kuin syvä, jolloin sama lämmitysteho kompensoi kummankin lämpöhäviön.
13. Ari22.7.2021 klo 06:53
Haihtuminen aiheuttaa lämmön siirtymistä, kuten hikoilu. Esimerkiksi jos laitetaan pullon ympärille märkä sukka, se jäähdyttää pulloa.
14. Iso S22.7.2021 klo 09:33
Jos lähtökohtana on tiukka käytännönläheisyys eikä kuviteltuihin ihanneoloihin nojaava laskuharjoitus, niin mistä löytyy sellainen uima-allas, jossa reunat ja pohja on TÄYDELLISESTI (100 %) lämpöeristetty?
15. Iso S22.7.2021 klo 09:39
Pikaisen sana-analyysin jälkeen kumoan ihmettelyni. Jos se uima-allas on kohtuullisen hyvin eristetty, niin onhan laskelma silloin lähellä käytäntöä!
16. Jukkis22.7.2021 klo 21:32
Opiskelin vähän lisää fyssan kirjasta ja netistä, ja päädyin arvioon, että kenties haihtumisen aiheuttama energiakato voisi olla n. 10 kertaa isompi kuin säteilyn aiheuttama. Eli aika lailla Ari on ollut koko ajan jäljillä. Tämä oli mukava pohtimistehtävä. Tuskin saan tästä enempää irti. Joku pätevämpi voisi vielä jatkaa.
17. Ari2.8.2021 klo 11:22
Jos teen kellon, käyttäen vain yhdenlaista hammasratasta, mikä on vähin rattaan hampaiden lukumäärä isommassa rattaan puolessa ja mikä on tässä rattaassa pienemmän puolen hammasluku?
Hammasrattaassa on siis kaksi ratasta yhdessä vierekkäin samalla akselilla.
18. Ari2.8.2021 klo 11:25
Lisäksi käytännössä pienemmän rattaan minimi hampaiden lukumäärä on oltava vähintään 6 hammasta.
19. Juhani Heino2.8.2021 klo 13:22
Mulla ei ole hajuakaan kellon rakentamisesta, joten kysyn täsmennystä: riittääkö sulle että etsitään jokin ratasyhdistelmä joka lopulta tuottaa suhteen 60:1 eli muuttaa sekunnit minuuteiksi ja minuutit tunneiksi?
20. Ari2.8.2021 klo 13:40
19. Juhani Heino, juuri näin.
21. Jukkis13.8.2021 klo 21:31
Mielestäni kellotehtävä on mahdoton, ei onnistu vain yhdenlaisella ratasparilla. Toinen vaihtoehto on, että en ymmärrä asiasta oikein mitään.
22. Juhani Heino13.8.2021 klo 23:46
Vähän vastaavaan päädyin, eli parempaan ei pystyisi kuin 360:6.
23. Jukkis14.8.2021 klo 11:02
Mutta kun pitää saada aikaan myös se, että kun minuuttiviisari tekee 12 kierrosta, niin tuntiviisari tekee yhden kierroksen.

Ari voisi kertoa, mistä tässä on kysymys.
24. Ari14.8.2021 klo 12:19
Itse päädyin myös tuohon 360:6 suhteen rattaaseen, mutta on mahdollista että tehtävä onkin mahdoton annetuilla kriteereillä.

Alkuun ajattelin että jollakin ratasparilla voitaisiin saada suhteet 60:1 ja 12:1 aikaan käyttämällä jotain tiettyä ratasparia enemmän ja vähemmän sarjassa, mutta taitaa olla mahdoton tehtävä?
25. Jukkis14.8.2021 klo 15:19
Minun ymmärrykseni mukaan jos tuplarattaita on N+1 kpl, niin niillä saa aikaan suhteen 1:60 jos luvun 60 N:s juuri on rationaaliluku. Eipä taida päteä muuten kuin silloin kun N=1.
26. Ari20.10.2021 klo 17:47
1.5mm vahvuisesta teräslangasta tehty spiraali sisähalkaisijaltaan 28mm, ulkohalkaisija 70mm. Mikä on langan pituus?
27. eol20.10.2021 klo 22:38
Arvioidaan noin 4,3 metriä.
28. eol20.10.2021 klo 22:43
Korjaan: edellinen arvioni on metsässä.
29. eol20.10.2021 klo 22:54
Uusi arvioni on vähän päälle 2 metriä.
30. Ari21.10.2021 klo 10:38
Itse laskin alueelle renkaat joiden yhteispituudeksi tuli noin 4.1metriä, joten ensimmäinen veikkauksesi olisi tällöin lähellä oikeaa, mikäli laskelmassani ei tullut virhettä.
31. ++juh21.10.2021 klo 13:35
Noin 2,155 metriä.
32. Ari21.10.2021 klo 14:12
No niinpä näkyi sittenkin olleen virhe ohjelmassani, eli nyt sain tuolla vastaukseksi 2.122 metriä, joten spiraalina varmaan nuo teidän jälkimmäiset ovatkin oikeat.
33. ++juh21.10.2021 klo 14:34
Laskin ympyräapproksimaatiolla

pii×14×(70+31–2×1,5)/2
KOMMENTOI

Pakolliset kentät merkitty tähdellä *