Билет 17.
1. Во сколько раз теплотворная способность урана-235 больше теплотворной способности природного газа (метана)? Принять теплотворную способность метана 6000 ккал/кг.
Масса ядра урана равна:m=235*1,67*10-27кг=4*10-25кг;
Энергия:q=200МэВ=3,2*10-11Дж;
Энергоемкость урана равна:q/m=0,82*1014Дж/кг;
Энепгоемкость нефти равна 6000ккал/кг;1ккал/кг=4,19кДж/кг;
6000*4,19кДж/кг=25140кДж/кг=25140*103Дж/кг;
Во сколько раз: (0,82*1014Дж/кг)/(25140*103Дж/кг)=3,2617342*106=3261734 раз.
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 18.
1. КИУМ = 85%; Рэс=1000Мвт; t=365 дней; n=60 блоков; p=0,05$
Выработка энергии за год при КИУМ = 100% для одного энергоблока;
Е'=1000Мвт*24часа*365дней=8760000Мвт.-час;
E''=8760000Мват.-час*0,85=7446000Мват.-час;
E=7446000Мват.-час*60=446760000Мват.-час = 446760000000Кват.-час;
TR=446760000000Кват.-час*0,05$= 22338000000$=22,23млрд(в год).
Билет 19.
1. W0ekt * ekτ = 2w0ekt
ekτ=2; kτ= ln2; k=Ln 1000/t = Ln 1000/70;
τ2= Ln2/k= 70Ln2/Ln1000 = 7 лет = 84 месяца.
2. Экономическая эффективность и кпд преобразования тепловой энергии в электрическую.
Преобразование тепловой энергии происходит по схеме "Тепло - Электроэнергия". Это термоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические генераторы, солнечные батареи и др.
Простейшим количественным критерием для сравнения эффективности различных методов преобразования энергии служит коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой η («эта»), равный количеству совершенной полезной работы W, отнесенной к полному количеству затраченной энергии Q: η = W/Q. Термоэлектрические генераторы КПД около 3-5% ,термоэмиссионные до 20%, МГД-генераторы до 55%, солнечные батареи около 9-24%.
Экономической эффективностью технических средств называют степень соответствия их условию, заключающемуся в том, что эффект от использования средств должен окупить затраты на их разработку, производство и эксплуатацию за заданное время.
Билет 20.
1. В 2000 году человечество израсходовало 0,3Q
Учитывая темпы роста потребления энергии 3,5% получим геометрическую прогрессию со знаменателем 0,965 и первым членом 0,3Q до 2000г.
Подсчитаем сумму значений бесконечно убывающей прогрессии
E0=0.3Q/(1-0.965)≈10Q; Для периода после 2000г. Получаем гоем. Прогрессию с первым членом 0,3Q и знаменателем 1,035. Подсчитаем сумму за 20 лет
E20=0.3*(1-1.03520)/(1-1.035).
2. Выход из этой российской энергоэкономической беспросветности был начат в 70-х годах, когда был взят курс на высокие энерготехнологии – ядерные. Их экономические показатели не зависят ни от климата, ни от места использования. АЭС как бы предрасположены именно к уникальным географическим особенностям России. Топливная составляющая электроэнергии АЭС почти в 10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии АЭС устойчиво ниже, чем у РАО «ЕЭС России» (монопольно владеющей традиционной электроэнергетикой и электрическими сетями). За 1996 год она составила 70 рублей за кВт.час – вдвое дешевле, чем у лучших станций РАО «ЕЭС России». Другой пример: железные дороги России, обеспечивающие 80% ее грузооборота, потребляют 5% электроэнергии, из которых 90% потребляется железными дорогами Европейской части. АЭС, вырабатывающие 13% электроэнергии и расположенные здесь же, могли бы взять на себя электроснабжение железных дорог вдвое более дешевой электроэнергией, чем она приобретается по тарифам из энергосистем РАО «ЕЭС России». Это позволило бы на 35-40% снизить стоимость тонно-километра и цены на билеты. Тем самым выгоду от дешевой электроэнергии АЭС получило бы народное хозяйство, а не РАО «ЕЭС России». Выход один – федеральный оптовый рынок электрической энергии (ФОРЭМ). Только он поощряет дешевое энергопроизводство и не поощряет дорогое. Еще один – военный – аспект. Существует вероятность разрушения АЭС любым, даже обычным оружием. Это сопровождалось бы глобальным выбросом радиоактивности планетарного масштаба. Поэтому наличие АЭС во всех развитых странах (в значительно большем масштабе, чем в СССР) обеспечивает стратегическую стабильность равновесия возмездия. Это гарантирует национальную безопасность развития ядерной энергетики в любой стране. Чего нельзя сказать об обычных электростанциях: чем больше их доля в электроэнергетике страны, тем больший риск их поражения и больший ущерб для ее экономики в случае их разрушения. Таким образом, ядерно-энергетические технологии являются единственным средством для прямого и опосредованного решения проблем экономики, экологии и достижения главной социальной цели государства – повышения благосостояния народа. Ядерные источники энергии – они и только они – позволят сохранить и упрочить ныне угасающую национальную идею – веру в вечность России.
Билет 21
1. Рассмотрим отношение ВВП в странах А и В в любой момент времени t:
Отсюда следует, что при kA > kB страна В никогда не догонит страну А, поскольку экспонента в этом случае всегда больше 1 и растет с течением времени.
Логарифмирование этого выражения дает
Если в момент времени t ВВП обеих стран сравниваются, то WA / WB= 1. Тогда
При W0A / W0B= 3 имеем ln(3)=1,1 и kB= 0,03 + 1,1/10 = 0,14, то есть 14% в год. При меньших темпах роста экономики страны В она сможет догнать страну А через больший промежуток времени. Например при kB= 0,05 (ежегодный прирост ВВП 5%) это произойдет через
2. Методы транспортировки энергии на большие расстояния.
Обычно (в силу географических и геологических условий) энергия производится не там, где потребляется. Поэтому возникает комплексная проблема выбора способа передачи энергии на расстояние в виде топлива или конечных энергоносителей. Энергия может передаваться: 1) непрерывно, например, по трубопроводам или линиям электропередачи, либо 2) дискретно, например, при перевозке нефти танкерами или угля железнодорожными вагонами. Существует несколько критериев, которые учитывают при выборе системы передачи энергии:
Удельная стоимость доставляемой энергии (рубль/Дж),
Географические условия,
Желаемая пропускная способность,
Технические характеристики,
Влияние на окружающую среду,
Общественное мнение.