Включаем стиралку. Выделяем наиболее приметную отметину на диске счётчика. Пользуясь ей, замеряем время 10 оборотов диска. У меня получилось 24 секунды. Расчитываем потребляемую мощность:

10/640 * 3600/24 = 2,35 квт

На деле же на плавление снега тратится не вся энергия света, так как снег – не абсолютно чёрное тело, его коэффициент отражения около 85%. Поэтому реально стоит ожидать скорости плавления снега 1-3 сантиметра в день, учитывая высокое содержание воздуха в снеге. Грязный снег поглощает больше энергии и тает быстрее.

Указанные расчёты показывают, что метровый слой снега будет таять больше месяца. Данный результат примерно согласуется с практикой. Однако, стоит отметить, что существует других ряд факторов, помимо Солнца, которые влияют на скорость схода снежного покрова: это ночная температура и тёплые ветра из стран, где снег уже давно сошёл.

Предположим, мы задумали некие кулинарные изыски, для которых нам требуется чёрный перец или сходные с ним специи. Купив пакет черного молотого перца в супермаркете, мы внезапно обнаруживаем, что он пахнет не перцем и выглядит не как перец. Мы-то, разумеется, в таких случаях можем сделать свой помол, а что делать всем остальным?

Разумным будет обратиться к услугам чубана, торгующего специями на рынке (это дискриминация не по национальному признаку, а по кулинарному, как носителя восточных традиций приготовления пищи). Плюсов тут несколько: можно посмотреть/понюхать товар перед покупкой, можно попросить чурбана сделать микс из специй специально под наши нужды…

Здесь у чурбана возможны две принципиально разных стратегии поведения:

1. Честная стратегия. Он делает грамотную смесь в строго необходимом количестве и получает за это немного (N) заработанных денег.

2. Нечестная стратегия. Он делает фуфловый замес, пытается продать больше, чем требуется, в результате зарабатывает больше денег. Для определённости предположим, что в 4 раза больше (4N).

В случае честной стратегии мы с высокой вероятностью обратимся к нему снова, в среднем 4 раза в год. Таким образом, доход чурбана составит 4N в год.

При нечестной стратегии чурбан может положить полученные 4N денег в банк. При ставке 10% он получит всего 0.4N в год, что в 10 раз меньше, чем при честной стратегии.

Это пример того, как пренебрежение долгосрочными перспективами может значительно уменьшить доход. Есть и более вопиющие примеры. Всем приятного аппетита.

Отсюда получаем, что для такой теплоотдачи через радиатор должно проходить 48 грамм горячей воды в секунду.

При внутреннем диаметре подводной трубы 1 см получаем скорость движения теплоносителя 61 сантиметр в секунду.

При длине подводящей трубы в 2 метра по формуле Пуазёйля получаем перепад давления в 200 Па, или полпроцента от атмосферы.

Суть идеи в том, что мы хотим использовать тепловой насос для обогрева жилища. А выкачивать тепло мы будем из колодца в Клину, опустив туда шланг.

Попробуем рассчитать, сколько тепла мы сможем выкачать из колодца. Для определённости предположим, что высота столба воды в колодце – 1 метр, что колодец утеплён, и что температура воды всего на 1 градус меньше средней температуры грунта на глубине. При необходимости потом умножим единичное решение на наши конкретные данные.

Пусть теплопроводность мокрого бетона, из которого сделаны колодезные кольца, равно теплопроводности окружающего грунта (глины) и равно 1 Вт/(м К).Внутренний диаметр колодезных колец – 1 метр. Тепловое сопротивление тонкого цилиндрического слоя составит:

1 к/Вт *м2/м / (1м * 2 пи R) dR

??нтегрируем это выражение от 1 до бесконечности и получаем… расходимость – бесконечное тепловое сопростивление всего слоя. ??нтегрируя от 1 до 2, получаем логарифм двух делить на два пи, или 0,1 кельвина на ватт, что при наших условиях даёт 10 вт тепла, что маловато.

Понятно, что бесконечно глубоких колодцев не бывает, поэтому давайте заменим цилиндрический слой сферическим. Это более реалистическая ситуация, поэтому тут интеграл от единичной сферы до бесконечности уже сходится, давая тепловое сопротивление 1/пи, или 0,3 кельвина на ватт, что даст на всего 3 ватта тепла при наших условиях.

Наши расчёты хоть и весьма грубы, но показывают значения в 3-5 ватта на каждый градус для метрового столба воды. Пусть у нас есть пятиметровый столб воды в колодце, температура грунта на глубине +10, воду охлаждаем до +5 (если сильнее – начнут леденеть трубки). В самом оптимистичном случае получим, что из колодца можно постоянно выкачивать всего около 100 Вт тепла. Очевидно, для отоплени я даже небольшого дома зимой этого будет недостаточно.

К слову, 100-ваттный электрический обогреватель скушает около 200 рублей в месяц. городить тепловой насос для такой экономии глупо. Впрочем, отрицательный результат – тоже результат.

Как можно увеличить получаемую мощность? Можно выкопать более глубокий колодец, или несколько колодцев. Также в слечае высокого дебета можно отказаться от слива холодной воды назад в колодец, сливая её в реку, например, – это увеличит поступление тепла за счёт искуственной конвекции. Однако, это увеличит затраты энергии на подъём воды, что может быть неоправдано.

Чтобы разогнать 20 тонн до 4й космической скорости (550 км/с), нужно 3е15 джоулей, или примерно миллиард киловатт-часов энергии.

Мировове производство электроэнергии, например, около 20000 миллиардов киловатт-часов в год. Что позволит отправлять в космос всего 20 тысяч человек в год.

Мораль: всем не улететь.

Но эта задача мне неинтересна, так как была решена ещё 12 лет назад. Решение её довольно красивое, предлагаю попробовать решить её самостоятельно. Сейчас буду решать другую задачу из той же оперы.

На кухне 20 градусов и влажность 100%. Висят мокрые пелёнки. Если зажечь газ – они высохнут быстрее? Ответа пока не знаю, так что самом интересно.

Теплота сгорания метана 882 кдж/моль или 39 мегаджоулей на кубический метр. Объём типичной кухни – 15 кубометров.

Пусть включив газ мы нагрели воздух от 20 до 30 градусов по цельсию. Плотность насыщенного водяного пара при этих температурах составляет 0,02 и 0,04 кг/м3 соответственно. Значит, изначально там было 0,02*15 = 0,3 кг воды. Для 100%й влажности при 30 градусах туда надо добавить ещё столько же воды.

Теплоёмкость воздуха (давление постоянно) 5/2 R. Для нагревания воздуха в кухне на 10 градусов понадобится энергия 15000/22,4 * 10 * 5/2*8,31 = 140 килождоулей. Столько получится при сжигании 0,16 моль природного газа.

При этом выделится 0,32 моль водяного пара (СН4 + 3О2 = СО2 + 2Н2О). Молярная масса воды 18 грамм на моль. То есть при сгорании газа обрахуется 0,16*0,018 = 3 грамма водяного пара. С учётом того, что там уже его 300 грамм воды, абсолютная влажность практически не повысится, а относительная составит 51%.

В качестве поправок можно ввести кпд газовой плиты и расход энергии на нагревание тел (мебели) в кухне. Но даже с учётом этого при включенном газе зассанные плёнки сохнут быстрее.