Kui suur peab soojust salvestav kivi olema?

Arvutame, kui suur peaks olema kivikamakas, mille sisse mahuks ära talviseks kütmiseks vajaminev energia.

Kujutame niisiis ette, et meil on katusel sooja vee tootmiseks päikesepaneelid ning alati, kui paneelide temperatuur on üle $50^{\circ} C$ , pumpame me selle sooja vee läbi maja all asuva suure kivi. Kui lõpuks jõuab kätte see vihatud hall ja külm kuu, võiksime seda kivi kasutada oma maja kütmiseks.

Kui suur peaks see kivi olema?

Suurim maapealne rändrahn Eestis on Ehalkivi Kunda lähedal. Selles maapealse osa maht on 930 m3 pikkus 16,5 m, laius 14,3 m , ümbermõõt 49,6 m , kõrgus 7,6 m ja mass umbes 2500 tonni.

Eelmisel töölehel arvutasime, kui palju energiat meil vaja oleks

Energia, mida tahaksin suvel talve jaoks tallele panna

k W h

Kuidas me arvutame

Kasutame jällegi valemit soojushulga arvutamiseks:

Q = c m Δ t^{\circ}

Seekord on meil teada soojushulk, ent me ei tea keha massi. Pärast matemaatilisi teisendusi saab sellele valemile anda kuju

m = \frac{Q}{c Δ t^{\circ}} = \frac{Q}{c (t_{2}^{\circ} - t_{1}^{\circ})}

Saame massi arvutada, kui teame soojushulka, mida soovime talletada; keha aine erisoojust ning seda, mitme kraadi võrra saame või soovime keha temperatuuri tõsta.

Calculator: from kilowatt-hours to joules

Thecalculator converts energy from joules to kilowatt-hours or vice versa, where $1 k W h = 3.6 \times 10^{6} J$ . When using the calculator, enter the data in the table, the answer will appear in the last row of the table.

$J \to k W h$

Energy $J$
Energy $k W h$

$k W h \to J$

Energy $k W h$
Energy $J$

Milline materjal?

Kui uurite tabelit, kus on erinevate materjalide erisoojused, siis näete, et erinevate pinnase liikide erisoojused väga palju ei erine. Nii et võite pinnase materjaliks valida näiteks graniidi või uuesti liiva.

Kalkulaator: kui suur peab olema ese, milles soojust salvestada

Kalkulaator arvutab teatud hulga soojuse salvestamiseks vajaliku keha massi ja ruumala, kasutades selleks valemeid $m = \frac{Q}{c_{k} Δ t^{\circ}}$ ja $V = \frac{m}{ρ}$ . Kalkulaatori kasutamisel sisesta tabelisse andmed. Vastus ilmub tabeli viimasesse ritta.

Kui tabelisse sisestatav arv on paljude nullidega, näiteks 120000000, siis selle asemel võib kasutada kirjaviisi 12e7, kus 7 on nullide arv.

Salvestatav energia	$J$
Keha aine erisoojus $c_{k}$	$\frac{J}{^{\circ} C \cdot k g}$
Keha aine tihedus $ρ$	$\frac{k g}{m^{3}}$
Mitme kraadi võrra keha soojendatakse $Δ t^{\circ}$	$^{\circ} C$
Keha mass $m = \frac{Q}{c_{k} Δ t^{\circ}}$	$k g$
Sellise keha kõrgus, kui keha põhja mõõtmed on $10 \times 10 m$	$m$

The table shows the specific heats of several well-known substances.

Tabelis on toodud andmed paljude tuntumate ainete kohta.

Miks on selles arvutuses keha lõpptemperatuuriks võetud toas hoitav temperatuur?

Kas sellise koguse soojuse salvestamiseks kasutatav veetünn oleks ruumalalt suurem või väiksem kui kivi?

Specific heats of some substances

Mõned ainete tihedused