گام به گام فعالیت 3-1 صفحه 76 درس 3 فیزیک (1) رشته ریاضی (کار، انرژی و توان)

شکل زیر طرح واره ای از درصد انرژی مفید و انرژی تلف شده در یک نیروگاه سوخت فسیلی یا هسته ای را از آغاز تا مصرف در یک لامپ رشته ای نشان می دهد.

الف) یک نیروگاه سوخت فسیلی را در نظر بگیرید که با مصرف گازوئیل، انرژی الکتریکی تولید می کند. با سوختن هر لیتر گازوئیل حدود 35 مگاژول انرژی گرمایی تولید می شود. برای اینکه یک لامپ رشته ای 100 واتی در طول یک ماه به مدت 180 ساعت روشن بماند (به طور میانگین هر شبانه روز 6 ساعت)، چقدر گازوئیل باید در نیروگاه مصرف شود؟

ب) با توجه به نتیجه قسمت الف، درک خود از هشدار معروف «لامپ اضافی خاموش!» را بیان کنید.

پ) اگر در سراسر ایران، هر خانه در طول یک ماه، معادل انرژی الکتریکی مصرف شده در قسمت الف، صرفه جویی کند، مرتبه بزرگی گازوئیل صرفه جویی شده را تخمین بزنید.

الف) مقدار انرژی لازم برای یک لامپ رشته ای 100 واتی

انرژی مفیدی که با سوختن یک لیتر گازوئیل تأمین می شود برابر است با:

به این ترتیب حجم گازوئیل مورد نیاز برابر است با:

مقدار 41/5 لیتر گازوئیل باید مصرف شود.

ب) هرچه انرژی الکتریکی کمتر شود سوخت کمتری مصرف شده و آلودگی کمتری هم به وجود خواهد آمد.

پ) فرض کنیم جمعیت ایران 80 میلیون نفر باشد و هر خانواده 4 نفر باشد بنابراین 20 میلیون خانواده داریم یعنی 10⁷ × 2 که می توانیم مرتبه بزرگی آن را به صورت 7610 بگیریم.

مرتبه بزرگی مقدار گازوئیل مصرفی را هم 10 در نظر می گیریم. بنابراین مقدار گازوئیل صرفه جویی شده برابر خواهد بود با:

یعنی مرتبه بزرگی گازوئیل صرفه جویی شده در هر ماه از مرتبه 10⁸ L است.