Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Szkolenia elektronika Udemy
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Szkło powiekszające, jak obliczyć temperature?

syncros 14 Maj 2012 21:47 4963 13
  • #1 14 Maj 2012 21:47
    syncros
    Poziom 9  

    Kłaniam się, to mój pierwszy post na forum.
    Lupa o średnicy 20cm skierowana w stronę słońca tworzy plamkę o powierzchni powiedzmy 1 cm2, czy można w jakiś prosty sposób obliczyć jaka tam panuje temperatura?
    I drugie pytanie, czy teoretycznie można zrobić szkło powiększające (lub układ luster) tak duże aby w plamce temperatura była jak na słońcu, albo wyższa?

  • Szkolenia elektronika Udemy
  • #2 14 Maj 2012 22:21
    jankolo
    VIP Zasłużony dla elektroda

    syncros napisał:
    Lupa o średnicy 20cm skierowana w stronę słońca tworzy plamkę o powierzchni powiedzmy 1 cm2, czy można w jakiś prosty sposób obliczyć jaka tam panuje temperatura?

    Tak.

    syncros napisał:
    czy teoretycznie można zrobić szkło powiększające (lub układ luster) tak duże aby w plamce temperatura była jak na słońcu

    Nie

    syncros napisał:
    albo wyższa?

    Następny, co wymyślił Perpetuum Mobile! NIE!

  • #4 14 Maj 2012 22:42
    syncros
    Poziom 9  

    jankolo napisał:
    syncros napisał:
    Lupa o średnicy 20cm skierowana w stronę słońca tworzy plamkę o powierzchni powiedzmy 1 cm2, czy można w jakiś prosty sposób obliczyć jaka tam panuje temperatura?

    Tak.

    syncros napisał:
    czy teoretycznie można zrobić szkło powiększające (lub układ luster) tak duże aby w plamce temperatura była jak na słońcu

    Nie

    syncros napisał:
    albo wyższa?

    Następny, co wymyślił Perpetuum Mobile! NIE!


    Nie chcę budować żadnego PM. Tylko pytam czy to jest możliwe, nie jest i OK, nawet nie musisz wyjaśniać dlaczego nie.
    Jak obliczyć jaka temperaturę osiągnie wspominana wcześniej plamka 1 cm2?

  • Szkolenia elektronika Udemy
  • #5 15 Maj 2012 02:01
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Dużo zależy od tego, jak będzie chłodzona, trochę od pogody... Przy ładnej pogodzie atmosfera pochłania
    około 40% energii, lupa też trochę - może 40% dochodzi, bez lupy, jak dochodzi wszystko, wychodzi ze 250°K,
    skupianie światła przez lupę zwiększa gęstość energii 400 razy (kwadrat stosunku średnic), ale z powodu strat
    masz z tego 40%, czyli 160, jeśli przedmiot traci ciepło z obu stron, to jeszcze podziel przez 2, z tego trzeba
    wyciągnąć pierwiastek 4-go stopnia - wychodzi 3, to pomnóż przez 250°K, wychodzi niecałe 500°C.

    Dobry układ ogniskujący wytwarza temperaturę ponad 3000°C, teoretycznie można uzyskać prawie 4000°C.
    Temperatura zależy jeszcze od koloru - najlepszy jest taki, który pochłania światło widzialne, a dobrze odbija
    podczerwień (np. błyszcząca powierzchnia czernionego żelaza powinna dać dobre wyniki - ale to zależy
    od metody czernienia, trzeba by powłoka ciemna w świetle widzialnym była lustrem w podczerwieni)
    - to pozwala uzyskać sporo wyższą temperaturę, niż wychodzi z takiego prostego wzoru.

  • #6 15 Maj 2012 11:41
    syncros
    Poziom 9  

    _jta_ dziekuje.

    Cytat z linkow powyzej "Hiszpańska firma Abengoa wybudowała PS20wysoką na 54 piętra wieżę słoneczną w pobliżu Sewilli. Cała konstrukcja składa się z ponad 1200 Heliostatów sąsiadujących z ogromną wieżą. Każdy heliostat zajmuje 1291 stóp kwadratowych, co daje całe pole heliostatów o powierzchni 155 tys. m2. Heliostaty przez cały dzień skupiają promienie słoneczne na dwóch osiach i koncentruje promieniowanie na odbiorniku znajdującym się w górnej części mierzącej ponad 160m wieży. Od biornik przetwarza 92% otrzymanych promieni słonecznych w parę wodną, która jest pompowana rurami w dół do generatora napędzanego turbiną u podstawy wieży. Elektrownia PS20 jest w stanie wytwarzać rocznie 20 megawatów (MW) energii elektrycznej rocznie wystarczająco dużo, aby zasilać 10 tys. domów."

    Z tych liczb na górze wychodzi że na jeden dom przypada 15,5 m2 luster. Ciekawe jak to ma się do warunków u nas i czy wykorzystując np. dachy na domkach jednorodzinnych dało by się obyć bez ZE. Pewnie takiej sprawności jak ta elektrownia nie da się osiągnąć w kolektorach słonecznych, i u nas jest mniej słońca, ale dach na domu ma sporo więcej niż 15.5 m2.

    I jeszcze pytanie, jak by tak większość energii na ziemi zaczęła być pozyskiwana ze słońca to nie zrobiło by się poprostu zimniej?

  • #7 15 Maj 2012 13:46
    _jta_
    Specjalista elektronik

    "20 megawatów (MW) energii elektrycznej rocznie" to nie jest sensowne - energię można mierzyć w MWh,
    albo raczej większych jednostkach, jak TWh, albo i PWh, bo 1MWh rocznie to z trudem zasili 1 LED-a.
    Przeliczyłem, wychodzi że tyle można mieć _średnio_ mocy elektrycznej z elektrowni słonecznej o takich
    rozmiarach i takiej technologii, oczywiście w Hiszpanii, bo u nas nie wiem, czy dałoby się uzyskać 10MW.
    To daje - jak podzielą na 10 000 domów - 2kW na dom - nie jest to bardzo dużo, ale da się z tym żyć.

    U nas... ja mam domek 50m2, dach z 60, może i nieco więcej, licząc tylko rzut na płaszczyznę poziomą.
    Przy dobrej sprawności miałbym i u nas ze 3kW średnio - niewygoda w tym, że taka elektrownia, żeby
    dobrze działać, musi być zbudowana na dużą skalę, bo z małego zbiornika ciepło szybciej ucieka...
    No i kwestia, że energia jest potrzebna głównie wieczorem, w ciągu dnia trzeba ją jakoś zmagazynować,
    nawet przy dużej skali mają jeszcze z tym problemy, a co przy mniejszej? Indywidualnie nie da rady.

    Zimniej się nie zrobi, raczej wręcz przeciwnie - bez tej elektrowni duża część tej energii odbiłaby się
    w Kosmos, a tak zmienia się w ciepło, które częściowo zostaje rozproszone przy wytwarzaniu energii
    elektrycznej, która po użyciu też zmienia się w ciepło - więc ostatecznie prawie całość energii światła
    słonecznego zostaje przekształcona w ciepło; tylko niewielka część zostaje przekształcona w światło,
    które może uciec poza Ziemię (np. użyte do oświetlenia ulic), i ta część nie podgrzewa Ziemi.
    Ale nie są to szczególnie duże ilości - wpływ na klimat jest tysiące razy mniejszy, niż spalania węgla.

    A ciekawy sposób mają w Tybecie: klimat chłodny, mało co rośnie, więc o chrust na paliwo trudno,
    ale słoneczko nieźle przygrzewa (przecież to wysokość ponad 4km nad poziomem morza, nad nimi
    jest tylko pół atmosfery, dlatego dochodzi więcej światła) - stawiają kociołek, w którym chcą gotować
    obiad, wokół kilka lusterek, i słońce tak go podgrzewa, że się gotuje - paliwo nie jest im potrzebne.

  • #8 15 Maj 2012 15:21
    1860150
    Użytkownik usunął konto  
  • #9 15 Maj 2012 18:17
    c4r0
    Poziom 36  

    jankolo napisał:
    syncros napisał:
    Lupa o średnicy 20cm skierowana w stronę słońca tworzy plamkę o powierzchni powiedzmy 1 cm2, czy można w jakiś prosty sposób obliczyć jaka tam panuje temperatura?

    Tak.

    syncros napisał:
    czy teoretycznie można zrobić szkło powiększające (lub układ luster) tak duże aby w plamce temperatura była jak na słońcu

    Nie

    syncros napisał:
    albo wyższa?

    Następny, co wymyślił Perpetuum Mobile! NIE!

    Cóż, ja odpowiedziałbym dokładnie odwrotnie. Moim zdaniem:
    1. Nie da się policzyć jaka jest temperatura w ognisku soczewki wystawionej na słońce bo jest za dużo niewiadomych i zmiennych: absorpcja oświetlanej powierzchni, to, jak szybko odprowadza ona ciepło, to, ile mocy tak na prawdę dociera ze słońca do soczewki (to się w dodatku szybko zmienia) itd.
    2. Teoretycznie jest to możliwe, jak najbardziej. Jeśli weźmiesz coś co jest odpowiednio dobrze odizolowane temperaturowo i ma odpowiednio małą pojemność cieplną, to można to rozgrzać do temperatury słońca wkładając całkiem niewiele energii. Teoretycznie, jak będziesz na takie coś świecił w nieskończoność to temperatura też będzie rosła w nieskończoność, jeśli założyć idealną izolację.
    3. Tak, patrz punkt 2.

  • #10 15 Maj 2012 20:56
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Ale idealnej izolacji nie zrobisz, bo ogrzewany przedmiot będzie wypromieniowywać ciepło. Teoretycznie,
    jakbyś ze wszystkich stron oświetlił go tak jasno, jak świeci Słońce, mógłbyś uzyskać temperaturę równą
    temperaturze fotosfery Słońca - czyli jakieś 5700 K. Ale soczewką nie oświetlisz ze wszystkich stron, więc
    trzeba by oświetlić jaśniej, a nie ma takiego układu optycznego, który by dał jasność większą od źródła.

  • #11 15 Maj 2012 22:35
    c4r0
    Poziom 36  

    Wiem, że nie zrobię idealnej izolacji, ale pytanie jest o teorię a nie praktykę. W teorii taka izolacja istnieje. Jankolo poza tym stwierdził, że osiągnięcie temperatury wyższej niż na słońcu to perpetuum mobile, a przecież to nie ma nic do rzeczy bo mówimy o samej temperaturze a nie o energii.

  • #12 15 Maj 2012 23:24
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Dla ogrzewania światłem Słońca nie (co innego, jak użyjesz lasera). Jankolo wie, a ty się doucz.

  • #13 16 Maj 2012 01:50
    megid
    Poziom 15  

    _jta_ napisał:
    ... bo 1MWh rocznie to z trudem zasili 1 LED-a.

    To jakiś strasznie żarłoczny led :D . W wielu gospodarstwach domowych tyle energii, lub nawet mniej, zużywa się przez cały rok zasilając pralki, lodówki, telewizory itp. oraz świecąc zwykłymi żarówkami. A mówili, że led-y są oszczędne... Przechodzę z powrotem na żarówki :D

  • #14 16 Maj 2012 09:43
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Hm... pomyliłem MWh z MWs - 1MWh wystarczy na parę tysięcy LED-ów małej mocy, albo na żarówkę 150W.