9 svar
1023 visningar
Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 9 okt 2020 00:03

Hur lång tid tar det att smälta Vätterns is

Hej! 

Istäcket på Vättern en vinter för några år sedan var 5 dm tjockt. Uppskatta hur lång tid det tar att smälta istäcket om den genomsnittliga solinstrålningen under våren kan antas vara 140W/m2 och isens albedo är 0,85.

isen = 0.5 m tjock

Vättern area =1900 km2 =1900*106 m2

densitet is = 0,917 g/cm3=917 kg/m3 

värmekapacitet hos is = 2200J/kgK

smältvärme is = 334000 J/kg 

solensvärme =140W/m2

albedo = 85% reflektering -> 15% absorberas

jag tänker att jag räknar ut den totala effekten som solen värmer isen med 

140*(1900*106)=2,66*1011W

0,15*(2,66*1011)=3,99*1010 W -> P=Wt=(3,99*1010)=Wt

sen tänker jag att jag räknar ut massan 

 ρ=mV->917*(0,5*(1900*106))=8,7115*1011 kg

sen värmeenergin det behövs för att smälta isen 

Q=Ism=334000*(8,7115*1011)=2,90*1017 J

 

P=Wt->(3,99*1010)=2,90*1017t->t=(2,90*1017)(3,99*1010)=7268170,426 s

7268170,42660=121136,173860=2018,93622924=84,122342897=12 veckor

jag tror jag har räknat fel när det gäller smältvärmen och värmekapaciteten. lite guidning ifall jag tänker någorlunda rätt hade varit väldigt uppskattat! 

 

tack tack 
 
 

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 9 okt 2020 09:12

Den genomsnittliga solinstrålningen mäts i enheten W/m2 och är alltså en effekt per areaenhet. När du multiplicerar det med Vätterns area får du en effekt. När du multiplicerar det med 15 % är det fortfarande en effekt. Hur ser sambandet mellan effekt, tid och energi ut?

Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 9 okt 2020 17:46
Smaragdalena skrev:

Den genomsnittliga solinstrålningen mäts i enheten W/m2 och är alltså en effekt per areaenhet. När du multiplicerar det med Vätterns area får du en effekt. När du multiplicerar det med 15 % är det fortfarande en effekt. Hur ser sambandet mellan effekt, tid och energi ut?

jag får ju ut min effekt genom att dividera min energi genom tiden.  

Men den tillförda effekten måste vara   140W*(1900*106) m2 = 2,66*1011

och den nyttiga effekten måste ju vara 2,66*1011W * 0,15= 3,99*1010-> den nyttiga effekten 

 

sambandet får jag väl genom P=Et=Wt=E=P*t?

eller tänker jag galet? 

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 9 okt 2020 19:06

Ja, du rör ihop det lite. Watt är en effektenhet, inte en energienhet. Det är inte en energi du har, det är en effekt, och du skulle behöva en energi. Du skall alltså multipicera effekten med tiden, inte dividera.

Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 9 okt 2020 21:02
Smaragdalena skrev:

Ja, du rör ihop det lite. Watt är en effektenhet, inte en energienhet. Det är inte en energi du har, det är en effekt, och du skulle behöva en energi. Du skall alltså multipicera effekten med tiden, inte dividera.

Okej.. jag känner mig lite vilsen. 

 

Men jag kan ju ta reda på smältvärmen där får jag ju en energi. 

Men jag vet inte hur jag ska få ut tiden om jag ska multiplicera P * t =E 

 

Borde jag inte kunna räkna ut E genom Q=lsm? 

Sen P=E/t ->Pt=E-> t=E/P 

Men jag kanske använder mig av helt fel formel? 

 

Tack för ditt tålamod 

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 9 okt 2020 22:27

Är du med på att det du har räknat ut och fått till ungefär 40 TW är en effekt, inte en energi? Är du med på att du skall multiplicera din effekt med en tid för att få fram en energi (som mäts i enheten J = Ws)? Denna energi skall vara lika stor som den värmemångd som går åt för att smälta isen.

Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 10 okt 2020 17:12
Smaragdalena skrev:

Är du med på att det du har räknat ut och fått till ungefär 40 TW är en effekt, inte en energi? Är du med på att du skall multiplicera din effekt med en tid för att få fram en energi (som mäts i enheten J = Ws)? Denna energi skall vara lika stor som den värmemångd som går åt för att smälta isen.

jag förstår att jag har tagit fram den effekt som lyser på hela vätten och det är 15% av den effekten som värmer isen. 

Ja jag förstår att jag ska multiplicera Effekt * tid = Energi. Men det jag inte greppar är hur jag ska ta fram tiden om jag inte ska dela värmeenergin med effekten för att få fram tiden det är där jag fastnar........... 

  J=kg*m2s2=N*m=Pa*m3=W*s=C*V

J=kg*m2s2->Js2=kgm2->s=kgm2J=(8,7115*1011)*(1900*106)(2,90*1017)=75

Men om jag får ut att det krävs 2,9*1017 J för att smälta isen jag har en effekt på 3,99*1010 men ingen tid 

J=Ws  

(2,9*1017)1012=290000*1012 J

"Wattimme (ofta förkortat Wh) är en energienhet som definieras som den energi som en effekt (energiomvandling per tidsenhet) på en watt omvandlar under loppet av en timme och motsvarar alltså 3 600 wattsekunder (3 600 joule)"

3,99*1010W *3600Ws =1,4364*1014 J?

Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 10 okt 2020 17:26
Smaragdalena skrev:

Är du med på att det du har räknat ut och fått till ungefär 40 TW är en effekt, inte en energi? Är du med på att du skall multiplicera din effekt med en tid för att få fram en energi (som mäts i enheten J = Ws)? Denna energi skall vara lika stor som den värmemångd som går åt för att smälta isen.

ja men om jag tar min effekt efter 15% så får jag ju 3,99*1010 

E=P*t 

min energi får jag genom smältvärmen och är 2,9*1017J

ska jag inte då dela min Energi med min Effekt för att få ut tiden? 

jag kan inte komma på något annat sätt E=P*t->EP=t=(2,90*1017)(3,99*1010)=7268170 s. -> E=(3,99*1010)*7268170=2,9*1017J

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 10 okt 2020 19:24

Energimängden som behövs för att smälta isen är lika med effekten som tas upp gånger tiden. Energi mäts i J (eller någo lämplig multipel), effekt mäts i W och tid mäts i sekunder.

Kommer du vidare?

Alligatoraffe 43 – Fd. Medlem
Postad: 11 okt 2020 01:19
Smaragdalena skrev:

Energimängden som behövs för att smälta isen är lika med effekten som tas upp gånger tiden. Energi mäts i J (eller någo lämplig multipel), effekt mäts i W och tid mäts i sekunder.

Kommer du vidare?

förlåt smaragdalena!! 

 

men EVENTUELLT okej så efter allt det här så tänker jag om jag ska skriva om min W till Wh 

alltså den Watt isen fångar upp från solen = 3,99*1010 * 3600s = 1,4364*1014 Wh 

jag tänker att jag vill få in min Wh i energin som krävs för att smälta skiten så jag tar min J/Wh 

2,9*1017/1,464*10 14=2018,93 timmar..  

Watt och Joules hör ihop, watt är bara hur snabbt jag kom upp i min energimängd, hur effektiv jag varit. och i detta fallet så har solen varit 21W/m^2 som tar 12 veckor att smälta bort isen 

är jag fortfarande jättefel? 

Svara
Close