1.4 Övningar

En person som arbetar hårt kan avge 100 W mekanisk effekt under 8 timmar per dygn. I Sverige är vi 9 miljoner innevånare som använder (”förbrukar”) 600 TWh per år. Hur många gånger mer energi använder samhället än vad våra kroppar kan producera? \displaystyle 1 TWh = 10^{12} Wh. Räkna approximativt i Joule. Ledning 1 Ws = 1 J.

Enligt Einsteins berömda formel \displaystyle E=mc^2_{ljus} kan massa omvandlas till energi. I Sveriges kärnkraftverk produceras 200 TWh värme per år. Hur mycket minskar bränslets massa per år ?
Ljushastigheten \displaystyle c_{ljus}= 3\cdot 10^8 m/s.
\displaystyle 1 TWh = 10^{12} Wh.

Ett typiskt vindkraftverk är på 3 MW och producerar elenergi under 2500 timmar per år. En typisk reaktor är på 1 GW och producerar elenergi under 6000 timmar per år. Hur många vindkraftverk behövs för att producera lika mycket elenergi som en kärnkraftsreaktor? Räkna i Joule.

Man skulle vilja ersätta världens samlade fossilkraft (all kol, olja och naturgas) med en stor solanläggning i Sahara. Den ska absorbera lika mycket värme som all förbränning nu alstrar. Hur stor skulle den bli i sida om den utfördes kvadratisk? Räkna med följande data:

\displaystyle 1 Mtoe = 41,87\cdot 10^{15} J (miljon ton oljeekvivalenter)

Solarkonstanten är \displaystyle 1,39 kW/m^2, varav 40% absorberas i atmosfären. Verkningsgraden för själva solfångarna är 30% av den infallande solstrålningen. Den tid som solen kan upptas effektivt är 2600 timmar per år i Sahara.