Ha kézi hűtőt akarsz, akkor talán érdemes ezt a gyors számítást elvégezni:
Fél kiló vizet akarsz lehűteni 20 fokkal. Ehhez E= c x m x DT = 4,2 x 0,5 x 20 = 42 KJ energiát kell elvonni. Úgy tudom, az ilyen elvű hűtőgépek hatásfoka max. 30-40%, tehát mondjuk be kell fektetni 100 KJ munkát. Azt érdemes megnézni, hogy ez az emberi erőhöz képest mit jelent.
Ha pl. egy pumpanyomáskor 100N erőt fejtesz ki, akkor a pumpa dugattyújának 1000 méter utat kell bejárnia. Ha a dugyattyú hossza mondjuk 30 cm, akkor ez kb. 3000 löket. Ha egy löket 1 mp-ig tart, akkor majdnem egy órán át kell pumpálni.
Megéri ez a majd egy óra kemény munka fél liter 5 fokos vízért?
Nem szamoltam utana, csak kivancsi volnek a fizikusok velemenyere. De ugy tunik, ezen a teruleten senki nem jeleskedik.
De ha nagyon erdekel, holnapra beirom az eredmenyt.
Egyébként egy mechanikusan ( kézzel ) működtethető speciális hűtőberendezés lenne. Aholis kézzel (mivel áram nincs) felpumpálnék egy tartályt (pl. csőspirált) majd miután a rendszer visszahül szobahőmérsékletre belehelyezem a folyadékot (fél liter) majd kinyitom a leeresztő csapot és a folyadék kb 5 fokra lehül tőle. Azért akarom egylépésben lehűteni, mert el sem tudom képzelni, hogy lehetne folyamatos pumpálással hűteni a rendszert. Tehát hogy az egyik oldalon hűtsőn a másik oldalon pedig leadja a hőt.
Ez tűnt a leg egyszerűbbnek, mivel itt bárhol is keletkezik a hideg az hasznosul, a préselés következtébeni plusz hővel pedig nem kell vacakolnom.
Mit szoltok az alabbi becsleshez?
Tegyuk fel, hogy a CO2 tokeletes gazkent viselkedik, es a molekulainak nincs mozgasi energiaja. Ekkor az elnyelni kivant ho arra forditodik, hogy a CO2 felmelegedjen a viz homersekletere (5 C).
Mivel a CO2 molekula O=C=O szerkezetu, ezert 5 szabadsagi foka van, tehat az energiamerleg Q=5/2*N*k*T (N: CO2 molekulak szama, k Boltzmann allando, T termodinamikai homerseklet, Q az elnyeletni kivant homennyiseg).
Tovabba pV=NkT, igy pV=2/5*Q.
Persze sok mindent elhanyagoltam, a szilard es a folyekony CO2 halmazallapotvaltozasait kisero homennyisegek pedig valszeg nem tul kicsik, de N kiszamolhato, ennek ismereteben korrigalhato valamelyest az energiaosszeg, akar tobb lepesben kozelitve is.
Elvileg a teljes gáz lehűl, tehát nincs értelme a második tartályt kitenni a vízből. De még így sem hiszem, hogy az a kis gáz, ami a két tartályba belefér, képes akár csak néhány fokkal lehűteni a vizet. Mi lenne a funkciója ennek a készólélknek? Lehet, hogy más megoldás clravezetőbb lenne.
Hidd el nem lustaságból kértem a segítségeteket, hanem mert nem tudom megoldani ezeket a problémákat. Iszonyú kevés fizikát tanultunk és az is szarul. Elkeveredek a képletek között. Van olyan tudományterület amiben profinak érzem magam és a végzettségem is azirányú, de fizikában nem vagyok otthon. De azért érdekel, így ha tudsz a segítségedet megköszönöm.
bastya elvtars :
Valószínű igazad van a méretekkel. A gáz tágulásakor ugye az a tartály hül le, ahol a tágulás történik?! Akkor így módosítva az ábrát talán már megoldható.
Hozzátenném azt is, hogy a vízben lévő tartály nem feltétlenül tartály alakú, hanem lehet például egy spirál alakú csővezeték is. A fontos a térfogata és a nyomása, amely ne haladja meg tulságosan a 4 bárt, mert kézi erővel nemigen tudok nagyobbat előállítani. (Autó lábpumpával 6 bár).
Nem leszólni, segíteni kívántam (és remélem segítettem is). Adiabatikusnak vagy akár politropikusnak is tekintheted a folyamatot, de azzal is csak közelítesz, ezért javasoltam az állapotegyenlettel való számolást. A hiányzó paraméterek vagy szabadon változtathatóak, vagy valamely szélsőérték feltétellel helyettesíthetőek. Sőt visszafele is lehet számolni. Szerintem számolni még akkor is tanulságos (különösen a feladat felvetőjének), ha a megvalósítható eset a gyakorlatban nem nagyon használható (nem praktikus).
Szerintem nem kell leszólni atp feladatát. Lehet, hogy a szükséges fizika benne van a középiskolás anyagban, (bár ha pontosan akarok számolni, akkor adiabatikus folyamatról van szó), de a matematikája nem ilyen egyszerű. Először is a feladat alulhatározott, mert két ismeretlent kell megkapni a végén: a kezdeti és a végső térfogatot. Így legfeljebb csak minimumkeresés lehet belőle: mennyi az a legkevesebb össz térfogat, amivel lehűthető a víz. Ennek a felírása és megoldása pedig egyáltalán nem könnyű.
De ránézésre is meg lehet mondani, hogy felesleges számolni, mert a kívánt cél így nem valósítható meg. Ha az ábrára nézek, a gáznak valamennyire bele kell férnie a vízbe, vagyis a fél literbe, hacsak nem valami bonyolult, extra nagy felületű tartályrendszerről van szó, amit nem hiszek. Tehát kb. fél liter gáznak kell lehűtenie fél liter vizet 25 fokkal. Ha most azt veszem, hogy a gáz sűrűsége durván ezerszer kisebb a víznél, akkor durván 3 nagyságrenddel jobban le kell hűljön, mint a víz, hogy később el tudja vonni a megfdelelő energiát, vagyis minimum mínusz több ezer fokra kéne lehüljön, ami lehetetlen.
A kérdésedben megfogalmazott feladatot nem szeretném helyetted megoldani, mivel a középiskolában általad is (remélhetőleg) tanultakkal jó közelítésben, gyorsan a végére járhatsz.
Tekintsd a folyamatot két lépésben:
a. a gáz kitágul a végső térfogatra miközben lehül
b. a kiterjedt gáz termikus egyensúlyra jut a környező folyadékkal
A középiskolás függvénytáblázat teljesen elegendő kell legyen (Hőtan: Gázok állapotegyenlete, tágulási munkája, gázok állandó térfogat melletti fajhője, állandó térfogatú hőmérsékletváltozásához szükséges hőmennyisége, folyadákok hőmérsékletváltozásához szükséges hőmennyiség).
További nagyon tanulságos feladat annak diszkussziója, hogy a valós helyzethez képest milyen feltevéseket, elhanyagolásokat kell tenni, hogy a fenti egyszerű modell használható legyen (a gázról, a tartályokról, a folyadékról, a környező levegőről, a folyamatról, a kezdeti hőmérsékletről, stb)
Gondolj arra, amikor a szódáspatront belenyomod a szifonba. Jól lefagy. Szóval ugyan ezt akarom. Átengedem a co2-t egy nagyobb tartályba, lehűl a tartály, ami lehűti a körülötte lévő vizet.
Ez attol fugg, hogy milyen az allapotvaltozas.
Ha pl. az allapotvaltozas izochor, azaz a terfogat vegig allando, akkor a gaz nem vegez munkat, nem kell hozza kulon hot befektetni. Viszont ilyenkor a gaz belso energiaja csokken, ezert nem von el hot, hanem o adja le azt.
Szóval GPF (19) óta tudjuk, hogy a fél liter víz 25 fokkal való lehűtéséhez 12,5 kcal elvonása szükséges. Azt írja, hogy P*V/T szerint ha a CO2 térfogata kétszeresére nő, akkor a hőmérséklete a felére csökken. Ezek alapján próbáljuk már megoldani az alábbi problémát :
Tehát kb 4 bár nyomást tudok csinálni. Mekkora tartályból mekkora tartályba eresszem át a gázt, hogy kb 25 fokkal hűljön a körülötte lévő víz?
(hőveszteség nem számít...)
Szvsz házi kötörő nem fog menni,legalábbis nem elektormos v. mechanikus.Ugyannis pl. az excenterhez 4 db nagy teherbirásu hengergörgös csapágy kell,plussz sok eszetrgálás,rúgós erőátadó,és ami a ciki:lengéstanilag le kell méretezni a rendszert,ami már magában hordoz néhány apró problémát(ha lesporolod a méretezést,akkor viszont szétveri a kezed,vagy a mozgatócsapágyakat,a készülékházat...).
Pl.gondolnod kell arra is , hogy terhelés nélkül se törje össze magát a gép!!!!
Szóval,ilyen nagyságrendű tervezést nem érdemes igazán pár száz ezer ft miatt megcsinálni.
Ajánlanám inkább a nagynyomásos kőrepsztést(furat a kőbe+nagy nyomású viz).
Vagy gyémánttárcsás vágókorongot.Az sokkal egyszerübb.
Köszi a segítségeket ! Amíg jobb kőtörő megoldás nem jut az eszetekbe, addig próbáljátok már megválaszolni a (23) hozzászólásban felvetett problémámat.
Na ez már tényleg jobb megoldásnak tűnik !
Egy hagyományos váltóáramú motor fordulatszáma 3000/perc azaz 50/mp ez a hálózati frekiből jön.
Ezt egy áttétellel lelassíthatod nyugodtan 5-6 /mp-re és így már biztos,hogy elegendő erőt tudsz leadni a vésőrésznek mondjuk egy 1000 W-os motorral. Egyébként az elektromos motoroknál az indítás a legkényesebb rész,ilyenkor amíg fel nem gyorsul,a névlegesnél nagyobb áramot vesz föl. Szóval amíg indítod addig ne is terheld a cuccot !
Hát ResetGomb, szerintem azért kerül ennyibe, mert egy piacgazdaságnak nevezett rablógazdaságban élünk, ahol minden annyiba kerül amennyit még el lehet érte kérni és nem annyiba, amennyiért elő lehet állítani...
Bomlat_ :
Azt hiszem igazad van, ez már nekem is szöget ütött a fejembe. Kompresszoros megoldás elég bonyolult lenne, de villanymotorosra itt egy megoldás.
A motorhoz egy tárcsa van rögzítve. Ahhoz excenteresen egy kar, aminek a végén a kalapács vas. A tárcsa elfordulásakor a kar vertikálisan mozog. Először felfele, mikozben egy rugót összenyom. Aztán megszakítana egy áramkört (ez már részletkérdés) és a rugó odavágja a vasat a véső talpához. Áramkör záródik, villanymotor újra felhúzza...
Ez már jobb ötlet ? Vajon a villanymotor ilyen rövid (fél-háromnegyed fordulatnyi) úton tud elég erőt kifejteni ?
Na most ütési frekvenciára, kalapács súlyára stb. nem gondolok, mert azt majd kikísérletezem. A villanymotorra meg potmétert szerelek...
Lehet nem volt gazdaságos,de készítettek már ilyesmit munkahengerek kiváltására(gondolom egyenáramút),de egy heggesztő trafot mindenképpen közbeiktatnék(így házilagosba).
Bnzinmotorosban hogyan oldották meg?
Ha mindenképpen elektromágnesesen akarod megoldani,akkor inkább a hangszóróknál használt technológiával kellene ! A tekercsedet vedd körbe állandó mágnesekkel,amelyeket a külső falhoz rögzítesz és minnél kisebb távolság legyen a tekercs és az állandómágnes között. Viszont így ez tényleg egy veszélyes megoldás. Ha jól is méretezed és jó szerkezeti elemeket használsz is föl, elég komoly igénybevételnek vannak az alkatrészek kitéve,és va megsérül a tekercs,mert hozzáér a mágnes,akkor a gép kezelője igencsak kellemetlen élményekre tehet szert.
