Zadanie Zadanie 8.6.7: Wykorzystanie gradientu temperatur w oceanie

Punkty
4 pkt
Dział
Termodynamika · Silniki cieplne i II zasada termodynamiki
Trudność
Poziom trudności: średnie
Projekt elektrowni zakłada pozyskiwanie energii dzięki różnicy temperatur wody w oceanie na różnych głębokościach. System ma pracować w zakresie temperatur od T1=22∘CT_1 = 22^\circ\text{C} do T2=4∘CT_2 = 4^\circ\text{C}. Oblicz maksymalną sprawność oraz energię dostarczaną na godzinę przy mocy 100 MW.

Treść zadania

Rozważa się elektrownię wykorzystującą różnicę temperatur oceanu. Z wykresu wynika, że woda przy powierzchni ma temperaturę T1=22∘CT_1 = 22^\circ\text{C}, a na głębokości około 2000 m2000\text{ m} jej temperatura spada do T2=4∘CT_2 = 4^\circ\text{C}. a) Oblicz najwyższą teoretycznie możliwą sprawność cieplną takiej elektrowni. b) Jaką energię trzeba przekazać jej w ciągu godziny, aby uzyskała moc P=100 MWP = 100\text{ MW}? Załóż, że pracuje ona w cyklu Carnota.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) ηmax⁡≈6,10%\eta_{\max} \approx 6,10\% b) Q1≈5,90⋅1012 J=5,90 TJQ_1 \approx 5,90 \cdot 10^{12}\text{ J} = 5,90\text{ TJ} (w ciągu 1 h1\text{ h}) a: ηmax⁡≈6,10%\eta_{\max} \approx 6,10\% b: Q1≈5,90⋅1012 J=5,90 TJQ_1 \approx 5,90 \cdot 10^{12}\text{ J} = 5,90\text{ TJ}