Termodinamica

Il calore di scarto (calore ceduto) delle centrali viene, qualche volta,  utilizzato per il riscaldamento delle abitazioni (district heating). Considera una centrale con una potenza di 50 MW ed un rendimento effettivo del 45%. Con il calore di scarto della centrale si vuole riscaldare del ghiaccio a-10°C fino a trasformarlo in acqua alla temperatura di 30 °C. Quanti kilogrammi di acqua al secondo può produrre la centrale?

Pass = 50/ɳ = 111,11 Mwatt

E ceduta = 111,11-50 = 61,11MJ/s

61,11*10^6 = m(2090*10+333*10^3+4186*30)

m = 61,11*10^6 / (2090*10+333*10^3+4186*30) = 127,45 litri/s

Potenza = 50 * 10^6 Watt;

rendimento = 45% = 45/100 = 0,45; vuol dire che l'energia al secondo prodotta è 0,45 della potenza effettiva;

E/s = 50 * 10^6 / 0,45  = 111,11 * 10^6 W; (potenza effettiva);

Calore ceduto (Q ced) ogni secondo  = 1 - 0,45 = 0,55 = 55%;

Q ced/s = 111,11 * 10^6 * 0,55 = 61,11 * 10^6 Watt,

Con questo calore possiamo fondere ina massa di ghiaccio m;

Calore specifico del ghiaccio c1 = 2090 J/kg°C;

Calore di fusione  Qfus = 3,34 * 10^5 J /kg; (a 0°C il ghiaccio fonde, diventa acqua);

Calore specifico dell'acqua = c2 = 4186 J/kg°C;

[ ricorda:  Q = c * m * (t - to) ; equazione fondamentale della calorimetria];

c1 * m [0° - (- 10°)] + Q fus * m + c2 * m * (30° - 0°) = Q ceduto / s;

2090 * m * (+ 10) + 3,34 * 10^5 * m + 4186 * m * 30 = 61,11 * 10^6;

20 900 * m + 3,34 * 10^5 * m + 125 580 * m  = 61,11 * 10^6;

m * ( 20 900 + 3,34 * 10^5  + 125 580) =  61,11 * 10^6;

m * 480480 = 61,11* 10^6;

m = 61,11* 10^6 / (480 480) = 127,2 kg/s; (circa 130 kg/s = 1,3 ^ 10^2 kg/s). 

(massa del ghiaccio che dopo la fusione  arriva alla temperatura di 30°C).

@alessiaaaaaa  ciao