Kann mir das bitte jmd erklären?
Mit Rechenweg bitte
1 Antwort
Erklärung des Wirkungsgrads der Energieübertragung
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie in nutzbringende Energie umgewandelt wird. In diesem Fall ist die zugeführten Energie die Kraft, die auf das Fass wirkt, um es auf die Ladefläche des Lkw zu rollen. Die nutzbringende Energie ist die potenzielle Energie des Fasses in seiner neuen Position.
Die Kraft, die auf das Fass wirkt, beträgt 0,32 kN. Die Masse des Fasses beträgt 120 kg. Die Höhe der Ladefläche beträgt 1,1 m.
Die Arbeit, die die Kraft auf das Fass verrichtet, beträgt:
W = F * s = 0,32 kN * 4,3 m = 1,37 kJ
Die potenzielle Energie des Fasses in seiner neuen Position beträgt:
E_p = m * g * h = 120 kg * 9,81 m/s^2 * 1,1 m = 128,5 kJ
Der Wirkungsgrad der Energieübertragung beträgt:
\eta = \frac{E_p}{W} = \frac{128,5 kJ}{1,37 kJ} = 93,2 \%
Lösung mit Rechenweg
Der Wirkungsgrad der Energieübertragung wird wie folgt berechnet:
\eta = \frac{E_n}{E_g}
wobei
- η der Wirkungsgrad in Prozent
- En
- die nutzbringende Energie
- Eg
- die zugeführten Energie
In diesem Fall ist die nutzbringende Energie die potenzielle Energie des Fasses in seiner neuen Position:
E_n = m * g * h
wobei
- m die Masse des Fasses in kg
- g die Erdbeschleunigung in m/s^2
- h die Höhe in m
Die zugeführten Energie ist die Arbeit, die die Kraft auf das Fass verrichtet:
W = F * s
wobei
- F die Kraft in N
- s der Weg in m
Die Kraft, die auf das Fass wirkt, beträgt 0,32 kN. Die Masse des Fasses beträgt 120 kg. Die Höhe der Ladefläche beträgt 1,1 m.
Die Arbeit, die die Kraft auf das Fass verrichtet, beträgt:
W = F * s = 0,32 kN * 4,3 m = 1,37 kJ
Die potenzielle Energie des Fasses in seiner neuen Position beträgt:
E_p = m * g * h = 120 kg * 9,81 m/s^2 * 1,1 m = 128,5 kJ
Der Wirkungsgrad der Energieübertragung beträgt:
\eta = \frac{E_p}{W} = \frac{128,5 kJ}{1,37 kJ} = 93,2 \%
Antwort
Der Wirkungsgrad der Energieübertragung beträgt 93,2 %. Das bedeutet, dass 93,2 % der zugeführten Energie in nutzbringende potenzielle Energie umgewandelt werden. Die verbleibenden 6,8 % der Energie gehen in Form von Reibungswärme verloren.
Erläuterung des Rechenwegs
Die Formel für den Wirkungsgrad ist sehr einfach. Sie besteht aus zwei Teilen: der nutzbringenden Energie und der zugeführten Energie.
Die nutzbringende Energie ist in diesem Fall die potenzielle Energie des Fasses in seiner neuen Position. Diese Energie kann mit der Formel Ep
=m∗g∗h berechnet werden.
Die zugeführten Energie ist die Arbeit, die die Kraft auf das Fass verrichtet. Diese Arbeit kann mit der Formel W=F∗s berechnet werden.
Die beiden Werte werden dann in den Wirkungsgradsatz eingesetzt, um den Wirkungsgrad zu berechnen.