Лето. Дача. Папа для экономии электроэнергии установил на крыше дачного домика солнечную батарею площадью S=1.м² и запитал от неё кухонную электроплитку. Сколько времени потребуется маме для приготовления супа объёмом 2л на этой электроплитке, если за время кипения супа из кастрюли испаряется 100 мл воды. Среднесуточная инсоляция (количество солнечной энергии за световой день приходящийся на площадку 1м²) в средних широтах в летние месяцы составляет около W= 19,2 МДж/м². КПД солнечной батареи обычно не превышает 15%. Считать плотность супа примерно равным плотности воды, а продолжительность светового дня летом - Т=12 часов.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для приготовления супа объёмом 2л нужно взять воды на 100 мл больше, то есть 2,1л. Для кипячения 1л воды требуется приблизительно 4200 Дж энергии. Значит для 2,1л воды потребуется примерно 8820 Дж.

Так как КПД солнечной батареи составляет 15%, то энергия, получаемая за день, равна 19,2 МДж/м² 1 м² 0,15 = 2,88 МДж.

За время суток дачная солнечная батарея накапливает 2,88 МДж энергии. Разделим это количество на продолжительность светового дня:

2,88 МДж / 12 ч = 0,24 МДж/ч = 240 кДж/ч.

Таким образом, мама сможет приготовить суп на электроплитке при использовании солнечной энергии в течение:

8820 Дж / 240 кДж/ч ≈ 36,75 часа.

Следовательно, маме потребуется примерно 37 часов для приготовления супа на дачной электроплитке, работающей от солнечной батареи.