[scheikunde] Thermodynamica

Hoi allemaal,

Ik zit met een vraag over Thermodynamica:

Een warmtepomp moet een gebouw op een temperatuur van 22^oC houden, de buitentemperatuur is -5^oC. Het warmteverlies van het gebouw aan de omgeving is 105 kJ/min. De pomp wordt electrisch aangedreven. De electriciteitscentrale, die het net van stroom voorziet, verbrandt daartoe aardgas. Er wordt stoom met een temperatuur van 800^oC geproduceerd en dit wordt gebruikt om electriciteit op te wekken. Het koelwater heeft een temperatuur van 35^oC. Als gegeven is dat beide Carnotprocessen een efficiëntie hebben van 40% van het maximaal rendement, bereken dan hoeveel energie er per seconde opgewekt moet worden om dit gebouw te kunnen verwarmen.

Ik dacht het volgende;

Warmtemachine:
q_h / w = T_h / (T_h - T_c)
q_h / w = 295 / (295-268) = 10,93

10,93 / 40 x 100 = 27,325

q_h / w = 27,325 = 105 kJ/min / w

w = 3,843 kJ

Koelmachine:
w / q = (T_h - T_c) / T_h
w / q = (1073 - 308) / 1073 = 0.713

0,713 / 40 x 100 = 1,78

w / q = 1,78 = 3,843 / q

q = 6,84 kJ/min
q = 0,114 kJ/s

KLOPT DIT???
Volgens mij gaat er namenlijk ergens iets niet goed je kan toch immers ergens niet meer warmteverlies hebben dan je erin stopt?
Heb ik misschien de formules voor warmte en koel omgedraaid of doe ik iets anders fout?

Alvast harstikke bedankt


MVG Angela

edit: tipo

Veranderd door saturnus ans, 21 juni 2005 - 11:19

Waarom geef je boven w als antwoord en beneden q als anwoord? Is dat niet zoiets als appels en peren vergelijken, gekeken naar de dimensies van q en w?

ik dacht zo dat je de w van de warmtemachine nodig had
om te bereken wat de q van de electriciteitscentrale is

hoe zou jij de berekening aanpakken?

MVG Angela

Veranderd door saturnus ans, 21 juni 2005 - 11:20

ik zie dat je 40% niet hebt gebruikt:
warmteverlies qv = mc (295 + 278) = 105 kj/min >>>>>mc = 183.25
energie van pomp qp = mc (1073 - 308 ) = 183.25 x 183.25 = 140.19 kj/min
in 1 s delen door 60 >>>>>>>>>qp = 2.34kj/S

Jouw fout is Tc= -5 en in de formule wordt +5

Veranderd door laghch01, 21 juni 2005 - 14:06

Warmtemachine:
sorry laghch01 maar -5^oC is bij mij nog altijd 268 K dus daar ligt het niet aan....

De leraar gaf een paar tips:

q_h / w = T_h / (T_h - T_c)
q_h / w = 295 / (295-268) = 10,93 (is goed)

10,93 / 40 x 100 = 27,325 moet zijn 10,93 x 0,4 = 4,373
(percentage wel gebruikt maar op verkeerde manier)

q_h / w = 27,325 = 105 kJ/min / w moet zijn: q_h / w = 4,373 = 105 kJ/min / w

w = 3,843 kJ moet zijn w = 105/27,325= 24,0 kJ

Koelmachine: (Carnotmotor)
w / q = (T_h - T_c) / T_h
w / q = (1073 - 308) / 1073 = 0,713 is goed

0,713 / 40 x 100 = 1,78 moet zijn 0,713 x 0,4 = 0,285
(percentage wel gebruikt maar op verkeerde manier)

w / q = 1,78 = 3,843 / q moet zijn w / q = 0,285 = 24,0 / q

q = 6,84 kJ/min moet zijn q = 84,21 kJ/min
q = 0,114 kJ/s moet zijn q = 1,4 kJ/s

Als ik de leraar moet geloven zou het zo goed moeten zijn, echter ik blijf het raar vinden dat je er minder in stopt dan dat je warmteverlies hebt.... enig idee iemand of zit er nog ergens iets fout...

De warmtepomp verplaatst warmte en gebruikt daarvoor energie. Neem een air-conditioner als voorbeeld: een normaal formaat unit gebruikt ca. 1000 watt voor een koelvermogen van 3000 watt. Buiten voel je dus een warmte ca. 4000 watt van de radiator afkomen terwijl het ding slechts 1000 watt gebruikt. De totale energiestromen zijn neutraal.

Iets dergelijks geldt voor jouw geval!