Решение энергетических задач

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Инструкция

1.Выберите задачи соответственно вашей возрастной группе и уровню подготовки.

2.Решите задачи и отправьте ответы, зайдя по ссылке в форму ответов Отправить решение задач 7-8 классы Отправить решение задач 9-11 классы

Примечание.

Стоимость задач зависит от уровня их сложности. Рейтинг участника зависит от суммарного количества набранных баллов. Засчитываются только верные ответы.

Для оценки решений задач повышенной сложности применяется дополнительный коэффициент.

Задачи подготовила Цирова Ирина Семеновна,
к.ф.-м.н., доцент Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева.

Задачи 7-8 классы

  • Задача 1. 5 Кл
    Расскажи, откуда и как электричество приходит в твой дом?
  • Задача 2. 5 Кл
    Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы – в чем разница? Приведите примеры.
  • Задача 3. 5 Кл
    Что угрожает безопасности детей на этом участке?
7-8 zadacha 3.jpg
  • Задача 4. 5 Кл
    Что угрожает безопасности жителей этого дома?
7-8 zadacha 4.jpg
  • Задача 5. 5 Кл
    Посмотрите набор изображений и укажите следующее:
  • Дом, который использует солнечную энергию и имеет солнечные панели на крыше
  • Морской ветропарк
  • Энергосберегающие лампочки
  • Солнечная башня на солнечной электростанции
  • Тепловая электростанция
  • Атомная электростанция
  • Градирни
  • Опоры линии электропередач
  • Плотина ГЭС
  • Стандартная лампочка
1
2
3


4
5

6
7

8
9


10


  • Задача 6. 8 Кл
    В общей сложности примерно 180 000 ТВт солнечной энергии достигает Земной поверхности. Около 0,06% этой энергии используется растениями для фотосинтеза. Из энергии, затраченной на фотосинтез, около 1% в конечном итоге хранится в растительном материале (включая древесину).

Для справки: 1 ТВт (тераватт) = 1012 Вт.
а) Подсчитайте общее количество энергии, которую сохраняют растения каждую секунду.
б) Предположим, что электростанции вырабатывают электроэнергию, сжигая растительный материал. Если вся энергия, запасенная в растениях, может быть преобразована в электричество, то чему была бы равна общая средняя вырабатываемая мощность? Будет ли этого достаточно, чтобы удовлетворить мировой спрос на электроэнергию, который составляет примерно 10 тераватт?
с) На основании ответа на вопрос б) сделайте вывод о том, почему люди зависят от ископаемых видов топлива, таких как нефть и уголь, которые являются остатками древних растений?

Задачи 9-11 классы

  • Задача 1. 5 Кл
    В цепи, показанной на рисунке, конденсатор первоначально не заряжен.
10-11 zadacha 1.jpg

а) Рассчитайте значения токов I1, I2 и I3 до замыкания ключа К.
б) Рассчитайте значения токов I1, I2 и I3 сразу после замыкания ключа К.
в) Чему равны значения токов I1, I2 и I3 через длительный интервал времени после замыкания ключа К?
г) Постройте график зависимости тока I1 от времени. На оси времени не следует соблюдать точный масштаб. График должен быть качественным. Точка t=0 соответствует моменту замыкания ключа. Поэтому на графике должен быть интервал отрицательных значений t, предшествующих замыканию ключа. В области t>0 график должен выходить на установившийся режим в цепи (спустя длительное время после замыкания ключа).
д) Чему равен заряд на конденсаторе в установившемся режиме?

  • Задача 2. 4 Кл
    Представим небольшой дом для уединенного отдыха вдали от цивилизации. Хозяин решил установить гидрогенератор для обеспечения жилища электроэнергией. Рядом с домом – небольшой ручей, текущий с холма высотой 8 м, и хозяин рассчитывает на скорость потока воды в ручье (объемный расход) 1.4 м3/мин. Турбогенератор, который собирается купить хозяин, имеет КПД 60%.

а) Какую мощность будет иметь такая установка?
б) Сколько 100-ваттных лампочек одновременно сможет использовать хозяин?

  • Задача 3. 2 Кл
    Какие светодиоды светятся?
10-11 zadacha 3.jpg
  • Задача 4. 8 Кл
    Чему равно общее сопротивление цепи?
10-11 zadacha 4.jpg
  • Задача 5. 10 Кл
    Водородное топливо уже давно занимает ведущие позиции среди других источников энергии. Обладающий уникальными свойствами, водород по праву называют топливом ближайшего будущего. По сравнению с дизельным и бензиновым топливом, у него больший КПД, а также экологичность.

Углеродные наноматериалы (фуллерены, нанотрубки, графен) предполагается использовать для хранения водорода. Чистый жидкий или газообразный водород можно «упаковать» в инертные контейнеры. Для хранения также используют химические соединения, содержащие значительное количество водорода, и адсорбенты, способные прочно удерживать водород в поверхностном слое.

10-11 zadacha 5.jpg

Графан.Белые шарики – атомы водорода, черные – углерода Графан представляет собой плоскость, состоящую из правильных шестиугольников. В вершинах шестиугольников расположены атомы углерода. К каждому атому углерода присоединен атом водорода. Связь C-H перпендикулярна углеродной плоскости. Атомы водорода расположены, как показано на рисунке. Расстояние С-С равно 1.55 А, расстояние С-Н составляет 1.11 А. (А – обозначение единицы длины "ангстрем"). Важнейшими характеристиками любого способа хранения водорода служат массовая (w%) и объёмная (V) емкости. Эти величины рассчитываются по формулам

10-11 1.jpg

Рассчитайте w% и V для следующих систем:
1) водорода, хранящегося под давлением 10 бар (1 бар = 105 Па) при Т = 298К в контейнере объемом 10 литров и массой 5 кг;
2) двумерного материала графана.

Решение задач

На главную страницу проекта Энергетика для всех-2016

На главную