Lyst til å vinne en kraftig solcellelader?

Svar på våre 7 enkle spørsmål her.

Innholdsfortegnelse
Kompetansemål

Naturfag VGS – fasit

29. juli, 2016

Nedenfor vil du finne fasiten for regneoppgavene i naturfag, sortert etter hovedområde fra læreplanen.

ENERGI I FREMTIDEN

Nivå 1

Oppgave 1.2
Formel: Effekt = energi/tid
Omformet blir dette: Energi = effekt*tid
a) 270 W * 1 h = 270 Wh
b) 270 W * 2 h = 540 Wh

Nivå 2

Oppgave 2.1
3 MW * 2000 h = 6000 MWh.
25 000 kWh = 25 MWh.
6000 MWh : 25 MWh = 240 hus

 

Oppgave 2.2
Formel: Wh (energi) = A * h * V
1,44 Ah * 3,8 V = 5,4 Wh

 

Oppgave 2.3
a) 16,9 MJ/kg * 3 kg = 50,7 MJ
4,7 * 3 kg = 14,1 kWh
b) Formel: nyttig energi / tilført energi = virkningsgrad
50,7 MJ * 0,85 = 43,1 MJ
14,1 kWh * 0,85 = 11,985 kWh ≈ 12 kWh
c) kg pris: 10 : 3 = 3 ⅓ kr
3,33 kr/kg : 4 kWh/kg = 0,83 kr/kWh

 

Oppgave 2.4 (inngår også i nivå 3)
a) 150 m3/s * 60 s/min * 60 min/time * 6 t = 3 240 000 m3 = 3,24 mill m3
b) Formel: Ep = m * g * h
3 240 000 m3 vann = 3 240 000 000 dm3 = 3 240 000 000 liter
1 liter vann = 1 kg
3 240 000 000 kg * 9,6 N/kg * 300 m = 9 331 200 000 J = 9,3 GJ
e) fordi du har en mye større økning enn 20 % hvis du selger vannet til rett tid.

Nivå 3

Oppgave 3.1
3 MW * 2000 h = 6000 MWh.
25 000 kWh = 25 MWh.
6000 MWh : 25 MWh = 240 hus

 

Oppgave 3.2
Avrunder for enkelhets skyld:
Omkretsen = d*pi = ca 220 m
Ved 8 rpm så har tuppen beveget seg 220*8=1760 m på et minutt. Delt på 60 gir ca 30 m per sekund, ca 108 km/t.
Ved 21 rpm: 220*20=4400 delt på 60 gir 73 m/s eller ca 264 km/t.
Fasit er omtrent 31-74 m/s

 

Oppgave 3.3
2 m3/s / MW * 4000 MW = 8000 m3/s

 

Oppgave 3.4
a) 0.8*8.8= 7.04 liter bensin
7.04*16 kr = 112.64 kr
b) 2.3 * 7.04= 16.19 kg CO2
9.1 * 7.04 = 64.06 kWh
c) 7.04 * 0,3= 2. 11
7.04 +2. 11 = 9.15 liter bioetanol.
8.59* 9.15 = 78.59 kr
d) 6.4* 8. 59 = 54.97 kWh
28* 88= 2464g = 2,46 kg CO2

 

Oppgave 3.5
a) 16,9 TJ = 1,69*1013 J
J/3,6 MJ = kWh
1,69*1013/3,6*106 = 4 695 000 kWh kreves for å sette opp en vindturbin.
Leveranse av energi per år: 2500 timer*2500 kW = 6 250 000 kWh
4 695 000 kWh/6 250 000 kWh = 0,75
Det tar 0,75 år (eller 0, 75*12 = 9 måneder) for vindturbinen å tjene inn energien som ble brukt til å sette den opp.
b) 12 000 000 kr per MW*2,5 MW = 30 000 000 kr per vindturbin
60 øre – 16 øre = 44 øre per kWh inntekt etter driftskostnader er trukket fra
44 øre*6 250 000 kWh (fra forrige deloppgave) = 2 750 000 000 øre = 2 750 000 kr total inntekt per år.
30 000 000 kr total utgift/2 750 000 kr inntekt per år = 10,9 år
Det tar 10,9 år å tjene inn pengene man har investert i å sette opp en vindturbin.

 

Oppgave 3.6
a) For å regne ut dette må du vite tre ting:
1) vikrkningsgraden på varmepumpen
2) Varmetapet til huset
3) Utetemperaturen
4) størrelsen på huset.
1,5W* ( 21-0)grader*200m2 / 3 = 2100W
2100*24h = 50,4kW
b) 1W*21 grader*200m2/3* 24 = 33,6kW
c) Vi har ikke tatt høyde for varmeenergi fra personer, lys og annet elektrisk utstyr som befinner seg i ett hus.
d) I løpet av en dag med temperatur 21 grader vil du bruke 50,4 kW*0,84 øre = 42,33 kr
e) I løpet av en dag med innetemperatur på 20 grader vil du bruke 1W*20 grader*200m2/ 3* 24 h= 32 kW
32* 0,84= 26,88 kr
42,33-26,88= 15,45
Du vil altså spare 15,45 kr hver dag.15,45 kr*365 = 5639 kr. I løpet av et år vil du spare 5639 kr.
d) Ved å øke temperaturen bruker man mer strøm og da forsvinner effekten av at pumpen produserer 3* så mye som den bruker.

BÆREKRAFTIG UTVIKLING

Nivå 1

Oppgave 1.1
20 L*365= 7300L
3*52L= 156L
7300L+156L= 7456L
Detter er nok til å fylle ca 4  jacouzzier (234*234*97 cm)

Nivå 2

Oppgave 2.1
Formel: Wh (energi) = A * h * V
1,44 Ah * 3,8 V = 5,4 Wh

 

Oppgave 2.2
a) 16,9 MJ/kg * 3 kg = 50,7 MJ
4,7 * 3 kg = 14,1 kWh
b) Formel: nyttig energi / tilført energi = virkningsgrad
50,7 MJ * 0,85 = 43,1 MJ
14,1 kWh * 0,85 = 11,985 kWh ≈ 12 kWh
c) kg pris: 10 : 3 = 3 ⅓ kr
3,33 kr/kg : 4 kWh/kg = 0,83 kr/kWh

 

Oppgave 2.3
a) Man trenger 4 vanlige lyspærer for å få en levetid på 10 000 timer: 2 500 h * 4 = 10 000 h
60 W * 4 * 2 500 h = 600 000 Wh = 600 kWh
11 W * 10 000 h = 110 000 Wh = 110 kWh
600 kWh – 110 kWh = 490 kWh
b) eksempel: Personen har 3 lyspærer på rommet sitt.
Forbruk med vanlig pære: 600kWh *3 = 1800kWh
Forbruk med sparepære: 110kWh*3 = 330 kWh
c) 1800 kWh* 0.84 kr/ kWh + 12*5= 1572 kr
330 kWh*0,84 + 50*3= 427.2 kr
1144.8 kr

 

Oppgave 2.4
2,3 kg + 0,05kg = 2.35kg
1,2 kg + 0,005kg = 1,25kg
2.35kg -1.25kg  = 1.1 kg
Du får altså 1,1 kg større produksjons utslipp av CO2-ekvivalenter med biff.
En CO2-ekvivalent angir hvor stor effekt utslippet har på naturen. Det er et forholdstall mellom de ulike drivhusgassene. CO2 er den minst skadelige (per kg) av drivhusgassene  vi trenger derfor et forholdstall som gjør at vi kan sammenligne data. CO2 har en CO2-ekvivalent på 1 mens metan har en på 21. Når vi sier at den inneholder 2,3 kg CO2-ekvivalenter er det naturlig å tro at vi nå har regnet på et utslipp som ikke bare går på CO2.

 

Oppgave 2.5
a) f.eks. 5 timer
b) f.eks. 50 W * 5 h = 250 Wh / dag
c) f.eks. 340 dager i året
d) 250 Wh/dag * 340 dager/år = 85 000 Wh/år
85 000 Wh/år : 1000 = 85 kWh/år

 

Oppgave 2.6 (inngår også i nivå 3)
Instalasjon: 20 000kr + 4990kr= 24990kr
Utgifter per år: 15 000/ 30 000* 25 000 = 12 500
12 500*0.84 = 10500
10 500+24990=35490
25 000*0,84= 21 000
Setter opp et funksjonsutrykk for hvert av forbrukene og setter disse lik hverandre:
v(x)= 24 990+10 500x
E(x) = 21 000x
24 990 + 10 500x = 21 000x
10 500x = 24 990
x = 2.38 år.
Det tar Tor ca 2 år å spare inn varmepumpen.

Nivå 3

Oppgave 3.1
a) 0.8*8.8= 7.04 liter bensin
7.04*16 kr = 112.64 kr
b) 2.3 * 7.04= 16.19 kg CO2
9.1 * 7.04 = 64.06 kWh
c) 7.04 * 0,3= 2.11
7.04 +2. 11 = 9.15 liter bioetanol.
8.59* 9.15 = 78.59 kr
d) 6.4* 8. 59 = 54.97 kWh
28* 88= 2464g = 2,46 kg CO2

 

Oppgave 3.2
a) 16,9 TJ = 1,69*1013 J
J/3,6 MJ = kWh
1,69*1013/3,6*106 = 4 695 000 kWh kreves for å sette opp en vindturbin.
Leveranse av energi per år: 2500 timer*2500 kW = 6 250 000 kWh
4 695 000 kWh/6 250 000 kWh = 0,75
Det tar 0,75 år (eller 0, 75*12 = 9 måneder) for vindturbinen å tjene inn energien som ble brukt til å sette den opp.
b) 12 000 000 kr per MW*2,5 MW = 30 000 000 kr per vindturbin
60 øre – 16 øre = 44 øre per kWh inntekt etter driftskostnader er trukket fra
44 øre*6 250 000 kWh (fra forrige deloppgave) = 2 750 000 000 øre = 2 750 000 kr total inntekt per år.
30 000 000 kr total utgift/2 750 000 kr inntekt per år = 10,9 år
Det tar 10,9 år å tjene inn pengene man har investert i å sette opp en vindturbin.

 

Oppgave 3.3
a) For å regne ut dette må du vite tre ting:
1) vikrkningsgraden på varmepumpen
2) Varmetapet til huset
3) Utetemperaturen
4) størrelsen på huset.
1,5W* ( 21-0)grader*200m2 / 3 = 2100W
2100*24h = 50,4kW
b) 1W*21 grader*200m2/3* 24 = 33,6kW
c) Vi har ikke tatt høyde for varmeenergi fra personer, lys og annet elektrisk utstyr som befinner seg i ett hus.
d) I løpet av en dag med temperatur 21 grader vil du bruke 50,4 kW*0,84 øre = 42,33 kr
e) I løpet av en dag med innetemperatur på 20 grader vil du bruke 1W*20 grader*200m2/ 3* 24 h= 32 kW
32* 0,84= 26,88 kr
42,33-26,88= 15,45
Du vil altså spare 15,45 kr hver dag.15,45 kr*365 = 5639 kr. I løpet av et år vil du spare 5639 kr.
d) Ved å øke temperaturen bruker man mer strøm og da forsvinner effekten av at pumpen produserer 3* så mye som den bruker.

 

Oppgave 3.8 (a inngår også i nivå 2)
a) 2,3 kg + 0,05kg = 2.35kg
1,2 kg + 0,005kg = 1,25kg
2.35kg -1.25kg  = 1.1 kg
Du får altså 1,1 kg større produksjons utslipp av CO2-ekvivalenter med biff.
En CO2-ekvivalent angir hvor stor effekt utslippet har på naturen. Det er et forholdstall mellom de ulike drivhusgassene. CO2 er den minst skadelige (per kg) av drivhusgassene  vi trenger derfor et forholdstall som gjør at vi kan sammenligne data. CO2 har en CO2-ekvivalent på 1 mens metan har en på 21. Når vi sier at den inneholder 2,3 kg CO2-ekvivalenter er det naturlig å tro at vi nå har regnet på et utslipp som ikke bare går på CO2.
b) Viktige fatorer å trekke inn kan være uslipp ved transport, ikke bare av produktet men også fôret som må til for at vi skal få produktet. Konsekvenser for regnskogen. Biff kan produseres ved å bruke utmarksressurser.

 

Oppgave 3.9
a) vi regner at vannet må varmes opp fra 5 grader 33K * 1 kg * 4, 1813 ( kJ/ kg*K) = 137982 J
137982J / 3,6*10^6 J = 0.0383 kWh
0.0383 kWh*84 øre/ kWh.= 3.217 øre.
Vi trenger 6 *15 liter = 240 L
0.032 kr * 240L = 7.68 kr
b) 0.0383/ 2 = 0.016086
0.016086*0.84*240= 3.24 kr
7.68 * 365= 2764.8
3.24*365= 1183.67
2764.8 – 1183.67 = 1581.12 kr
d) Nei, i Norge har vi ikke mangel på vann. Hovedpoenget med en sparedusj er å spare energi.

 

Oppgave 3.10 (inngår også i nivå 2)

Instalasjon: 20 000kr + 4990kr= 24990kr
Utgifter per år: 15 000/ 30 000* 25 000 = 12 500
12 500*0.84 = 10500
10 500+24990=35490
25 000*0,84= 21 000
Setter opp et funksjonsutrykk for hvert av forbrukene og setter disse lik hverandre:
v(x)= 24 990+10 500x
E(x) = 21 000x
24 990 + 10 500x= 21 000x
10 500x =24 990
x= 2.38 år.
Det tar Tor ca 2 år å spare inn varmepumpen.

 

 

Hvis du oppdager noen feil o.l. setter vi stor pris på at du tar kontakt med oss via post@ungenergi.no

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer