17. kérdés - Motoros kötélmászó

[Antares]

Ha nem volna levegő (mondjuk a szerkezet az égéshez szükséges oxigént is magával vinné), akkor azt mondanám: a kupufogott égéstermék helyzeti energiájára fordítódik a többletenergia.

Talán levegőben is mondhatnám ezt, ha a jármű csak Co2-t pufogna ki, mert az nehezebb a levegőnél, és végül lesüllyedne. De mivel ott a vízgőz is, ami meg könnyebb, ezért biztosan nem ilyen egyszerű a válasz. (Mi van ugye, ha a motor tiszta hidrogén égetésével üzemel).

Viszont ilyenkor azt hiszem, az van, hogy amint a jármű emelkedik, körülötte a levegő nyomása is egyre kisebb. Így a motor hatásfoka valószínűleg egyre növekszik, mert a hengerben a dugattyúra egyre kisebb külső nyomás hat, és a felrobbanó üzemanyag így egyre nagyobb munkát tud végezni a hengeren. Ez a Co2 égéstermék esetében is igaz, tehát annál sem csak a CO2 helyzeti energiájára fordítódik a plusz energia.

Vagyis ha helyes az elméletem, akkor itt az üzemanyag emeléséhez befektetett pluszmunka egy részét tényleg visszakapjuk hasznos energiaként.

[srudolf]

Vizsgáljuk meg a mászógép potenciális energiáját.

Van a kötélmászásnak egy kezdőpontja amit h magasságnak veszünk, és egy végpontja amit h veszünk.
A h magasságban a motor tömege legyen m, a benziné meg m. A motor mászás közben elfogyaszt b tömegű benzint méterenként . Ennek a mértékegysége kg/méter.

Mekkora a potenciális energiája a mászógépnek a h magasságban? E = (m+m) gh
Mekkora a potenciális energiája a mászógépnek a h magasságban?
Tudjuk azt, hogy a gép h-h magasságot mászott, és ezalatt (h-h) b tömegú benzint fogyasztott el:
E = (m+m) gh- (h-h) b gh

Mekkora a potenciális energia külömbség?
delta E= (m+m- bh) g (h-h)

[Rigel]

[Rigel]

[laikus]

Ehhez talán hasonló kérdéssel bíbelődtem egy időben. Remélem nem baj, hogy ebbe a topikba írom?!:

Van két teljesen egyforma, mondjuk 10 megawattóra teljesítményű vízerőművünk. Az egyik teljes üzemben működik a másik pedig karbantartás miatt a vizet nem a turbinákon át engedi, hanem azokat megkerülve. Kérdés hol jelentkezik a 10 megawattóra teljesítmény a második esetben. A lefolyt víz mindkét esetben azonos mennyiségű és az egyik rendszerből energiát nyerek a másikban meg úgymond benne marad. Akkor az hol van, talán a víz lesz melegebb a másiknál? Ha így van akkor miért, más a súrlódása?

[srudolf]

Amelyik karbantartás alatt van, az nem termel energiát, a víz potenciális energiája elvesz (az erőmű szempontjából), amikor megkerűli a turbinát.

[Rigel]

Hidrodinamika, meg turbulens áramlás, nyammi....

Szerintem is hővé válik a helyzeti energia.
Ahhoz, hogy turbina nélkül ugyanannyi vizet eresszél le ugyanakkora felvizi nyomásszintnél, valahol az elkerülő csatornában szűkítened kell az átmérőt, hogy a turbinalapátok gátló hatását "szimuláljad". A szűkebb keresztmetszeten felgyorsul a vízáramlás, és tudja a fene, hogy ez hogyan befolyásolja a belső- és a csatornafallal történő súrlódást turbulens áramláskor, de az intuícióm szerint növekedik éppen annyival, ami elviszi a 10 megawattóra teljesítményt.

[laikus]

Logikusnak tűnik, én is erre tippelek. Habár a részleteket szerintem még tovább lehetne boncolgatni.
Akkor az is igaz, hogy erőművekkel teletűzdelt folyóból hidegebb víz folyik a tengerbe...?

[srudolf]

A turbinát kikerülő víz sokkal gyorsabban folyik, mind a turbinán átfolyó.
Van a Melegszamoson egy gátrendszer az első gát 22oMW-os (ennek szinte 5oo méteres színtkülőmbsége van), a következő kettő egyenként 7o MW-os ezeknek.
Az első gátnál van egy 8,7 kb. 4ooomm vastag betoncső, ami szállítja a tóból a vizet, aztán van a turbinaház, amin átmegy vagy nem a víz, utánna egy még 3,6km hosszú 46oomm betoncső (aminek kicsi az esése).
Évente egyszer-kétszer a katasztrófavédelem szervez gyakorlatokat a gátnál, pl. teljesen megnyítja a zsilipeket és nem engedi át a turbinákon a vízet,
megszólal egy szíréna ami jelzi, hogy fog jönni a víz. Ne tudd meg milyen sodrása van, másfél méteres réteg hömpölyög le a következő tóba, harminc méter szélesen, aztán eltűnik mert a tó kiszélesedik. Halál fia vagy, ha elkap a sodrás.
Amikor a turbinán keresztűl eresztik le, észre se veszed.
Kb. 12köbméter per másodperc az átlagos hozama a vígyűjtő medencének a felső gátnál (több hely át van fúrva). A vízszínt a tóban állandó marad, tavasszal sok a víz, szerintem lefolyik 25-3o köbméter másodpercenként: lehet számolni.

[Antares]

Szerintem mindvégig figyelmen kívül hagyjátok azt, hogy ez a rendszer munkát végez a környezetén. Az energiamérlegben nem elég csak azt szerepeltetni, hogy minek mennyi volt a potenciális energiája, és mennyi lett. Az égéskor a kiáramló gáz kitágul, megemeli a légkör súlypontját. Ha csak a kocsi és az üzemanyag potenciális energiáit teszitek a mérlegbe, akkor ezt az megemelést mi fogja fedezni?

Ha viszont beleveszitek a mérlegbe a légkör megemelkedését is, akkor ellentmondásra fogtok jutni, mert ki fog derülni, hogy a forró, ritka égéstermék a különböző magasságokban más-más mértékben emeli meg a teljes rendszer súlypontját: lent jobban, fent kevésbé.

Vagyis így az lesz az eredmény, hogy bár az üzemanyag magasba juttatásával plusz munkát végeztünk, a kialakuló rendszer össz helyzeti energiája mégis alacsonyabb lesz, mintha az üzemanyagot fel se vittük volna, hanem lent égetjük el.