Pagina principală Fizică 140
Fizica 140: Efect de seră
Primăvara anului 2008
Soluții pentru temele nr. 2 - Data miercuri, 20 februarie 2008
Fiecare parte a fiecărei probleme valorează 2 puncte, cu excepția cazului în care se menționează altfel. În toate problemele: dați unitățile cu răspunsul numeric (cu excepția cazului în care răspunsul este un număr pur). Răspunsuri finale rotunde la numărul adecvat de cifre semnificative (unul sau mai mulți extra sunt ok). AFIȘAȚI-VĂ LUCRAREA pentru toate părțile tuturor răspunsurilor!
1) (a) (1 pct) Care este energia cinetică, în J, a unei persoane de 130 lb plus o bicicletă de 20 lb care parcurge 10 mile pe oră?
Răspuns:
10 mile/oră x 1600 m/mile x 1 oră/3600 s = 4,44 m/s
150 lb x 1 kg/2,2 lb = 68,2 kg
energie cinetică = (1/2) mv 2 = 0,5 x 68,2 kg x (4,44 m/s) 2 = 672 kg m 2/s 2 = 672 J
(b) Cu cât crește, în J, energia potențială a unei persoane de 130 lb plus o bicicletă de 20 lb atunci când urcă pe un deal de 200 ft?
Răspuns:
200 ft x 1 m/3,28 ft = 61,0 m
energie potențială = mgh = 68,2 kg x 9,8 m/s 2 x 61,0 m = 40,800 kg m 2/s 2 = 40,800 J
Convertiți acest lucru în calorii alimentare (1 calorie alimentară = 1000 calorii).
Răspuns:
40.800 J x 1 cal/4.184 J x 1 calorie alimentară/1000 calorii = 9,7 calorii alimentare
Dacă oamenii sunt eficienți cu 20% pentru a transforma energia chimică în energie mecanică, câte calorii (dintr-un aport zilnic tipic de 2000 de calorii) ar arde pe acest deal?
Răspuns:
0,2 x calorii alimentare introduse = 9,7 calorii alimentare cu energie utilă
Rezolvați pentru a obține calorii alimentare alimentare = 49 calorii alimentare
2) Arzătorul cu „putere de fierbere” pe o gamă de gaze cu model curent are o putere termică de 15.000 Btu/oră. Convertiți acest lucru în W.
Răspuns:
15.000 Btu/h x 1055 J/Btu x 1 h/3600 s = 4.400 J/s = 4.400 W.
3) Căutați pe Internet un raport al unei descoperiri recente specifice a unor noi rezerve de petrol. Atașați o copie a paginii relevante și cercuiți sau evidențiați dimensiunea estimată a rezervelor noi, în butoaie. Folosind această cifră, calculați cât timp ar fi nevoie pentru a consuma această nouă aprovizionare, luând rata consumului mondial de 80 de milioane de barili pe zi.
Răspuns: Să luăm, de exemplu, descoperirea raportată în Brazilia a unei noi rezerve de 5 până la 8 miliarde de barili. Să luăm numărul mic, 5 miliarde, și să vedem cât va dura la ritmul actual al consumului mondial.