Mängden termisk energi som avgavs från kolkraftverket i USA 2001

Uppgiftbeskrivning:

Från uppgiften får vi veta att:

USA producerar 51% av sin el från kolkraftverk under år 2001.
Total elproduktion var 1.878*10^12 kWh.
Den termiska medeleffekten från kolkraftverken är 34%
Vi ska beräkna den totala mängden termisk energi som avgavs från kolkraftverken.

Lösning:

Steg 1: Beräkna elproduktion från kolkraft

Vi tar den totala elproduktionen och multiplicerar med andelen som produceras från kolkraft:

Steg 2: Använd energibalansen från värmemotorer

Vi använder formeln för verkningsgrad ($\eta$) för en värmemotor:

Steg 3: Omformulerar för att hitta den tillförda värmen

Eftersom vi vill hitta den totala tillförda värmen (QH), och vi vet verkningsgraden ($\eta$), omformulerar vi formeln:

Steg 4: Ersätt $W_{nyttig,ut}$ med elproduktionen från kolkraft

Vi vet att den nyttiga utvunna arbetet är lika med elproduktionen från kolkraftverken (eftersom detta är arbetet som faktiskt omvandlas till elektricitet).

Steg 5: Beräkna den totala tillförda värmen

Sätt in värdena för elproduktionen från kolkraft (Ekol) och verkningsgraden för att få den tillförda värmen:

Steg 6: Utför beräkningen
När vi utför beräkningen får vi den totala tillförda värmen:

Slutsats:

Den totala mängden termisk energi som avgavs från kolkraftverk i USA under år 2001 var 1,860*10^12 kWh.

Detta är den energi som kraftverken behövde tillföra för att kunna producera den electricitet som faktiskt användes, med beaktande av kraftverkens verkningsgrad på 34%.