SVÖR VIÐ VERKEFNUM 3. KAFLA

 

Verkefni bls. 85.

1) Frá sólinni.

 

2) Útræn öfl fá orku sína frá sólu. Þar verður hún til við kjarnasamruna vetnis. Innræn öfl frá orku sína úr iðrum jarðar en hún verður til við kjarnaklofnun úraníums og annarra geislavirkra efna.

 

3) Við kjarnasamruna í henni breytist massi í orku.

 

4) Rafsegulbylgjur.

 

5)  Sjá mynd hér fyrir neðan.

 

 

6) Lengri bylgjur – langbylgjugeislar (varmageislar)

 

 

7) Gróðurhúsalofttegundir draga úr útgeislun en hafa engin áhrif á inngeislun. Því hlýtur meðalhiti jarðar að hækka með ófyrirsjáanlegum afleiðingum fyrir vinda og hafstraumakerfi jarðar.

 

8) Það þýðir að sunnan við 40°N (og norðan 40°S) er jörðin að fá meiri orku en hún tapar en norðan við 40°N (sunnan við 40°S) er hún að tapa meiri orku en hún fær.

 

 

 

 

 

Verkefni bls. 93.

1) Rafsegulbylgjum

 

2) Það inniheldur allar gerðir rafsegulbylgna en þeim er skipt niður með hliðsjón af bylgjulengd og því hvernig þær verða til

 

3) Þverbylgja sveiflast hornrétt á hreyfistefnu bylgjunnar en þverbylgja samsíða hreyfistefnu. Rafsegulbylgjur eru dæmi um þverbylgjur en hljóð er dæmi um langsbylgjur.

 

4) 300.000.000 m/s. Það er sá hraði sem rafsegulbylgjur fara með í lofttæmi.

 

5)

 

6) Bylgjulengd verður styttri og orkumeiri því heitari sem hlutur er

 

7) Há tíðni þýðir stutt bylgjulengd

 

8) Útvarpsbylgjur, örbylgjur, innrauðir geislar, útfjólubláir geislar, gammageislar

 

9) Rafsegulbylgjur með bylgjulengdina á bilinu 400-700 nm.

 

10) Að það sé rafsegulbylgjur en ekki sé hægt að lýsa hegðun þess og eðli nema að lýsa því sem eindum (ljóseindum eða orkuskömmtum).

 

Verkefni bls. 98.

1) Fast efni, fljótandi og gas

 

2) Aukin hreyfiorka sameinda. Þegar hreyfiorka verður meiri en þeir kraftar sem halda sameindum saman verða hamskipti

 

3) Sú orka sem þarf til að breyta ham ákveðins magns af efni. T.d. til að bræða eitt kg af ís.

 

4)

Fyrst þarf að hita ís að bræðslumarki þ.e.a.s. úr -5°C í 0°C.

Upphitunarorka = eðlisvarmi×massi×hitabreyting

Eu = 2100 Jkg-1K-1 × 2kg × 5 K = 21000 J

 

Svo að bræða ísinn

 

Bræðsluorka = bræðsluvarmi×massi

Eb = 334.000 Jkg-1 × 2kg = 668.000 J

 

Að lokum þarf að hita vatnið úr 0°C í 5°C

Eu = 4200 Jkg-1K-1 × 2 kg = 8400 J

 

Að lokum leggjum við saman 21.000J + 668.000J + 8400J = 697.400J

 

5) Fyrir hvert kg af vatni sem þéttist úr loftmassa sem úrkoma losna úr læðingi 2.260.000 J af orku. Þessi orka nýtist til upphitunar loftsins.

 

6) Yfirborð er dekkra og drekkur því meiri sólarorku í sig. Holræsakerfi flytja raka í burtu þannig að minni orka fer til uppgufunar og nýtist því til upphitunar. Mengun dregur úr útgeislun.

 

Verkefni bls. 104.

1) Frá sólu.

 

2) Hér eru mýmörg dæmi möguleg. Eftirlátum nemendum að nefna minnst þrjú.

 

3) Heildaruppgufun yfir grónu landi. Þá er bæði um að ræða uppgufun og útöndun plantna.

 

4) Sjá mynd hér fyrir neðan.

 

 

5) Úrkoma sem sígur niður í jörðu og kemst í snertingu við heitt berg. Stígur síðan upp á yfirborð og myndar hveri. Svæði sem hveri er að finna kallast jarðhitasvæði.

 

 

6) Beint til húshitunar, til rafmagnsframleiðslu, í bræðslukerfi og sundlaugar.

 

7)

eðlisvarmi er 4200 Jkg-1K-1 , hitabreyting er 70-20 = 50°, massi er 4500 000 kg

 

E = 4200 Jkg-1K-1  × 4500.000 kg × 50° = 9,45 × 1011 J þetta er eitt ár eða 365 × 24 × 60 × 60 = 31.536.000 sekúndur. Aflið er þá 9,45 × 1011 J/31.536.000 s = 29965 wött eða 29,965 kW. Klukkustundir á mánuði eru 24×30=720. Kílóvattsstundir eru því 29.965 × 720 = 21575 kWh.

 

8. Svar breytilegt

 

Verkefni bls. 114.  

1) Mór, kol, olía

 

2) Endurnýjanlegir orkugjafar.

 

3) Höfum mikið af því.

 

4) Vistfræðilegar afleiðingar (eyðing búsvæða, breytingar á ám og áreyrum), veðurfarslegar, sjónræn mengun.

 

5) Kjarnaklofnun

 

6) Þarf tiltölulega lítið af geislavirkum efnum til að búa til mikla orku. Dugir því í langan tíma. Mikil og langvarandi mengun ef illa fer.

 

 

Verkefni bls. 114-118.

1) Sólin og innræn orka

 

2)

Sólin

 

3)

Kjarnaklofnun í iðrun jarðar, kjarnasamruni í sól.

 

4)

Með rafsegulbylgjum

 

5)

Það yrði mun heitari hér og líklega mikil geislamengun

 

6)

Við útgeislun langbylgjugeisla

 

8)

Gróðurhúsaáhrif stafa af lofttegundum sem draga úr útgeislun á þess að hafa áhrifa á inngeislun. Mikil hækkun á meðalhita jarðar með ófyrirsjáanlegum afleiðingum fyrir vistkerfi jarðar.

 

9) Flytja þarf orku frá miðbaug til póla. Veldur því að það er kaldari á pólum en við miðbaug.

 

10) Það eru vindar sem stafa af mishitun lands og sjávar (haf- og landgola)

 

11)

Sjá kafla 3.2.1

13)

Annað gerir ráð fyrir því að rafsegulbylgjur séu bylgjur en hitt að þær séu orkuskammtar eða eindir.

 

14)

 

15

 

16.

Sjá 3.2.2

 

17.

sjá 3.2.5

 

18.

Hljóði er breytt í rafmerki, rafmerki í útvarpsmerki, útvarpsmerki er sent út í loftið. Útvarp hlustanda nemur útvarpsmerki og breytir því í rafmerki sem er svo aftur breytt í hljóð.

 

19.

Í báðum tilfellum eru tækin að nema bylgjulengd sem síminn sendir út á.

 

20.

útfjólublátt = sótthreinsun

innrauðir geislar = miðstöðvarofn

örbylgjur = sjónavarp

röntgen- og gammageislar = kjarnorka

 

21.

Breytileg svör

 

22.

Þetta eru útfjólubláir geislar og hitinn er mjög hár (um 4000°C)

 

23.

sjá 3.2.3, 3.2.5, 3.2.7

 

24.

Hvítglóandi. Styttri bylgjulengd þarf meiri orku (hærri hita)

 

25.

útfjólubláir og orkumeiri (styttri)

 

26.

Sjá skilgreiningar í lok kafla

 

27.

a)

10 kg × 2100 J/kgK × 10° = 210.000 J

10 kg × 334.000 J/kg = 3.340.000 J

Samtals 3.340.000 + 210.000 = 3.550.000 J

 

b)

10 kg × 4200 J/kgK × 100° = 4.200.000 J

 

c)

10 kg × 2.260.000 J/kg = 22.600.000 J

 

28.

sjá 3.3.1

 

29.

Sláðu inn leitarorðið vindakerfi á netinu

 

30.

Dempa sveiflur og flytja varma milli staða

 

31.

Sjá útreikninga í fyrri dæmum.

 

32.

sjá 3.3

 

33.

Breytilegt svar

 

34.

Nauðsynlegt öllum lífverum, nauðsynlegt í veðrakerfum, nauðsynlegt í efnahvörfum.

 

35.

Vegna krabbameinsvaldandi efna sem finnast í fituvefjum dýranna (leitið frekari upplýsinga á netinu).

 

36.

Sápa, lífrænn úrgangur frá fólki, klór, rafhlöður, hreinsiefni fyrir bíla.

 

37.

Bein uppgufun + útöndun plantna = gnóttargufun

 

38.

 

39.

Til húshitunar, til hitunnar sundlauga, fyrir bræðslukerfi og til rafmagnsframleiðslu.

 

40.

sjá bls. 108

 

41.

Jarðvarmi

kostir: eyðilegging afturkræf ef hætt er við virkjun, engin uppistöðulón, nánast endurnýjanleg orka.

 

Gallar: Losar gróðurhúsalofttegundir, varmamengun (í ám), hljóðmengun og sjónmengun (gufa)

 

Vatnsorka

kostir: mikið af fallvatni, endurnýjanleg, lítil gróðurhúsaáhrif

gallar: stór uppistöðulón, mikil áhrif á vistkerfi nærumhverfis, óafturkræf spjöll á umhverfi

 

42.

Breytileg svör

 

43.

Stöðuorku

 

44.

Sjá 109-111.

 

45.

sjá svör fyrr

 

46.

sjá bls. 106-107

 

 

47.

Breytileg svör.