1.4 Övningar

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

Enligt Einsteins berömda formel \displaystyle E=mc^2_{\mathrm{ljus}} kan massa omvandlas till energi. I Sveriges kärnkraftverk produceras \displaystyle 200 \,\mathrm{TWh} värme per år. Hur mycket minskar bränslets massa per år ?
Ljushastigheten \displaystyle c_{\mathrm{ljus}}= 3\cdot 10^8 \,\mathrm{m/s}.
\displaystyle 1 \,\mathrm{TWh} = 10^{12} \,\mathrm{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 \,\mathrm{Mtoe} = 41,87\cdot 10^{15} \,\mathrm{J} (miljon ton oljeekvivalenter)

Solarkonstanten är \displaystyle 1,39 \,\mathrm{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.