Билет 10.

1. W(T)=0,3 Q; k=3 %; E=?

E=W(T)\k * (1-e^-kT)

т.к у нас достаточно большое время наблюдения когда Т>>t т.е. kT>>1, можно пренебречь экспонентой в последней скобке по сравнению с единицей. Тогда E=t*W(T), где t=1\k. E=1\0,03 * 0,3Q=33*0,3Q=10Q=10^22 Дж.

2. Калорийность(энергоемкость) – кол-во энергии, которое можно получить из 1 кг топлива или с помощью 1 кг энергоносителя. 1. Водяное колесо работало под напором воды не более h=5-10м. Потенциальная энергия массы воды m перед колесом составляет E = mgh. Отсюда энергоемкость воды как носителя составляет E/m=gh=50-100 Дж/кг. 2. Энергоемкость угля = 30МДж/кг. Больше почти в миллион раз по сравнению с водяным колесом3. Уран. При делении ядра урана выделяется энергия q_(U )=200 МэВ = 3,2*10^-11 Дж. Масса ядра урана-235 составляет 4*10^-25 кг. Энергоемкость урана равно q_(U )/m_U = 0,82*10^14 Дж/кг. Превышает калорийность углей в 2 млн. раз 4.Дейтерий+тритий. Калорийность термоядерного топлива составляет q_DT/(m_D+m_T) = 2,8*10^-12/5*1,66*10^-27 = 3,4*10^14 Дж/кг. Эта величина всего в 4 раза превышает калорийность урана.

Теоретический предел энергоемкости вещества определяется теорией относительности по формуле E=m*c^2,т.е предельная энергоемкость вещества =0,9*10^17 Дж/кг всего в 1000 раз больше калорийности урана. Для практического применения нет топлива более калорийного, чем термоядерное и ядерное.

Билет 11.

1. P_T=3.5*10⁹Вт; E=P_T*365*86400=1.1*10¹⁷Дж; ЕU= 8,2*10¹³ Дж/кг

M_U-235=E/E_U= 1.3т; M_U=1.3/0.044=29.5т; Стоимость = 29500*2000=59млн.$

2. Ведущая роль в развитии всех отраслей народного хозяйства, в росте благосостояния людей, принадлежит энергетике. Существует прямая связь между национальным доходом и потреблением энергии на душу населения. В экономически наиболее развитых странах годовое потребление энергии на душу населения составляет 5-10 кВт.год при годовом валовом национальном продукте 3000-6000 доллар./ чел. год. Более чем в 80 странах мира (из примерно 170) эти показатели в десятки раз ниже, так что энерговооруженность в этих странах близка к биологической мощности человека, составляющей 2-3 тыс.ккал/сутки = 100-150 Вт. В странах с меньшим производством энергии и национального продукта меньше и продолжительность жизни людей. На цели топливно-энергетического хозяйства в развитых странах расходуется около половины бюджета. Россия(1996 г.): ТЭК вносит в доход федерального бюджета более 35 %, в том числе около 45 % налоговых и треть валютных поступлений.

Билет 12.

1. Q0=1; Q(T)=430; T=56лет; Q(t)=Q0*e^kt

ln(Q(t)/Q0)=kt; k= ln(Q(T)/Q₀)/T; k=ln(430/1)/56; k=0.1

2. На системы газоочистки и золоудаления современных тепловых электростанций теперь приходится 40% капитальных затрат и 35% эксплуатационных расходов. Доли капитальных и эксплуатационных затрат АЭС изменятся так: 72 и 10%.

Билет 13.

1. КИУМ = 80%; Рэс=1000Мвт; t=365 дней; n=100 блоков; p=0,05$

Выработка энергии за год при КИУМ = =100% для одного энергоблока

Е'=1000Мвт*24часа*365дней=8760000Мвт.-час

E''=8760000Мват.-час*0,80=7008000Мват.-час

E=7008000Мват.-час*100=700800000Мват.-час=708000000000Кват.-час

TR=700800000000Кват.-час*0,05$= 35040000000$=35,04млрд$(в год)

2. Приведенные затраты учитывают капитальные вложения К руб, которые нужны для создания трубопровода, и эксплуатационные затраты (издержки) Y руб/год, которые нужны для обеспечения непрерывной прокачки жидкости. Для приведения разновременных затрат к одному моменту времени (например, текущему) необходимо задать период τ окупаемости капитальных вложений. В энергетике развитых стран срок окупаемости капиталовложений τ обычно составляет 8-12 лет. Величину 1/τ называют годовым нормативным коэффициентом эффективности капиталовложений. В рассматриваемой задаче капиталовложения пропорциональны массе М труб: К = С_мМ = С_мρlπDδ,

Здесь С_м – цена килограмма труб, руб/кг, ρ - массовая плотность материала труб, кг/м³, δ - толщина стенки трубы, πDδ - площадь поперечного сечения стенки трубы.

Эксплуатационные затраты (издержки) связаны в основном с потерями энергии на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода при движении по нему жидкости, что обусловлено трением движущейся жидкости о стенки трубопровода. Вдоль трубопровода через определенные расстояния l_n ставятся насосные станции, которые потребляют электроэнергию мощностью N, Вт, для обеспечения прокачки жидкости. Поэтому издержки можно считать пропорциональными затратам энергии на работу насосов: Y = С_эN, где С_э – стоимость электроэнергии, руб/Дж (1 кВт-час = 3,6.10⁶ Дж).