«Материал тану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығы бойынша 3 курс студенттерге «Қайта қалпына келетін энергия көздері» пәні бойынша Midterm
Examға арналған сұрақтар мен есептер
СҰРАҚТАР
1. Жартылай өткізгіштік фотоқабылдағыштар.
2. Энергияны аккумуляциясы және арақашыққа тасымалдау (берілісі).
3. Жылулық қабылдағыштардың мысалдары: ашық, жабық және изоляцияланған жылу су сақтаушылар.
4. Жылу коллекторладың түрлері. Күн сәулелелі коллекторлардың түрлері.
5. Қайта қалыпқа келетін энергия көздерінің болашақта дамуы.
6. Жартылай өткізгішті материалдардың электрондық қасиеттері. Жартылай түрленгіштермен күннің жылулық энергиясың электр энергияға түрлендіру.
7. Гидроресурстарды қолданатын энергетикалық жүйелер.
8. Жел энергияны қолданатын энергетикалық жүйелер.
9. Күннің жылу энергияны механикалық энергияға түрлендіру.
10. Күн сәулеленудің спектрлік және энергетикалық құраушылар, күн экспозициясың бағалау.
11. Күннің жылу энергияны химиялық энергияға түрлендіру.
12. Күн элементтерінің сипаттамалары.
13. Күннің жылу энергияны электр энергияға түрлендіру.
14. Радиациялық жылу тасымалдаудың, кондуктивтік және конвективтік жылу алмасудың құбылыстары
15. Күн энергиясының және оның негізіндегі қайта қалыпқа келетін энергия көздерің қолданудың жалпылынған ғылым принциптері және техникалық проблемалар.
16. Жылулық күн энергиясың механикалық энергияға түрлендіру.
17. Жылулық күн энергиясың химиялық энергияға түрлендіру.
18. Қайта қалыпқа келетін энергия ресурстарының қолдануының экономикалық және экологиялық қажеттілігі.
19. Әлемдегі мұнай, көмір және газдың қорылары. Қолдану интенсивтігі. Болашақтың болжамы.
20. Әлемдегі уранның қоры. Қолдану интенсивтігі. Ядролық энергетика. Қолдану мысалдары. Әлемдегі ірі АЭС.
21. Әлемдегі техногендық авариялар. Соңғы 30 жылда болған ірі авариялардың мысалдары.
ЕСЕПТЕР
1. Алматыда орналасқан ауданға бір жылдың ішінде түсетін күн сәулеленудің жылдық экспозициясынан түсетін жылу 13,0 109 Вт сек. Сондай жылуды алу үшін 30 тонна мұнайды жағу керек (мұнайдың жылушығару қабілеттілігі - 4.4*107 Дж /кг). Күн сәулесі түсетін ауданның мөлшерін анықтаныз.
2. Егер радиусы R=3 м екіполостты қанатты желдөңгелегінің жүктемеге беретін максимал қуаты 2500 Вт болса, оны қозғалтатын желдің жылдамдығың анықтаныз.
Айналымның жиілігі f=1 Гц генератормен тұрақтандырады, ауаның тығыздығы ρ=1.2 кг/м3. Желдөнгелектің жел ағынының энергиясын пайдалану тиімділігі (қуат коэффициенті) 0,59 тең.
3. Алматыда орналасқан 100 м2 ауданға бір жылдың ішінде түсетін күн сәулеленудің жылдық экспозициясына тең жылуды алу үшін мұнайдың қандай мөлшерің
жандыру керек? (жылушығару қабілеттілігі - 4.4*107 Дж /кг).
4. Мөлшері W=20 млн. тонн мұнайды диаметрі D=1 м трубопровод бойынша биіктіктің айырмашылығы h=500 м болғанда L=100 км арақашыққа тасымалдау үшін бір жылда энергетикалық шығындар қанша болады? «Қою» мұнайдың кинематикалық тұтқырлығы ν = 5 10-3 м2/сек, тығыздығы ρ = 800 кг/м3
, 1кВт сағ
электр энергияның қуны Қ = $0.04.
5. Қысымы 10 атм және судын температурасы 90оС геотермалдық көзінен 50 км арақашықтықта ауыл орналасқан. Диаметрі 0,5 м трубопровод энергияның қандай
мөлшерін жеткізе алады? Шығындану температурасы 30оС, ал жылуизоляторы бар трубопроводтың жылу шығындары 10 Вт/м2
;
.
6. Диаметрі 5 см трубопровод бойынша 100 м жерге дейін жылу беріледі. Ол
қалындығы х = 1 см шынымақта көмегімен изоляциялған. То= 10оС деп санап,
трасса бойынша жылу шығының есептеніз.
7. Қабырғасы 10 км ыстық тау топырақтан туратын куб Жер бетінен 10 км тереңдікте
орналасқан. Тасты топырақтын тығыздығы 2,7.
103
кг/м3
, меншікті жылу
сыйымдылығы 0,82.
103 Дж/(кг.К). Кубтан жоғары топырақтардың
жылуөткізгіштігі 0,4 Дж/(м.
с
.К). Кубтың суитын уақыттын тұрақтысың аңықтаныз.
8. Температурасы 2000 oС қара дененің 0,4 мкм-ден 0,7 мкм-ге дейін спектрлік
диапазонындағы сәулеленудің ағынының тығыздығың аңықтаныз.
9. Жер мұхиттердің орташа тереңдігі 4400 м. Су тартылыс кезіндегі толқын
жылдамдығы шамамен 200 м/с (750 км/сағ) тең екендігін дәлелденіз. Осы
жылдамдықты Ай әсерінен пайда болатын су тартылыс күштердің экваторды
айналып өтетін орын ауыстыру жылдамдықпен салыстырыныз.
10. Алматыда орналасқан ауданға бір жылдың ішінде түсетін күн сәулеленудің
жылдық экспозициясынан түсетін жылу 9,8 109 Вт сек. Сондай жылуды алу үшін
22,5 тонна мұнайды жағу керек (мұнайдың жылушығару қабілеттілігі - 4.4*107 Дж
/кг). Күн сәулесі түсетін ауданның мөлшерін анықтаныныз.
11. Құрғақ күнді аудандарда күн сәулуленудің ағыны күніне 20 МДж м-2
тең болады.
Судың булану меншікті жылуы 2,4 МДж кг-1
. Егер идеалды күн дистиллятордың көмегімен барлық күн жылуың судың булануға жұмсалса және буланған судың
барлығы жиналса деп санасақ, дистилятордың өндіру қабілеттігін табыныз.
12. Әр қайсының ауданы S 1 м2
екі пластиналардың сәуле шығару қабілеттігі ε1 = 0,9
және ε2 =0,2 . Термиялық кедергіні Rr және олардың арасындағы сәулелену ағының
Рr аңықтыныз. Т1=350 K ал Т2 = 300 K.
13. Төрт сиырдың көнінен биогазгенератордың көмегімен алынған газдың көлемін
және онымен қамтамасыздандырылған қуатын аңықтаныздар. Шіру циклдің
уақыты 14 тәулік, температурасы 30 оС. Биогазгенераторға бір сиырдан шыққан
құрғақ шіруге арналған көн 2 кг/тәулік жылдамдықпен жеткізіледі, өндірілген
биогаздың шығыны С = 0,24 м3
/кг, жану қондырғының тиімділігі 0,6.
14. Алматыда орналасқан 100 м2
ауданға бір жылдың ішінде түсетін күн сәулеленудің
жылдық экспозициясына тең жылуды алу көмірдің үшін қандай мөлшерің жандыру
керек? (жылушығару қабілеттілігі - 2.7*107 Дж /кг).
15. Желдің жылдамдығы V= 5 м/с болған кезде радиусы R=3 м екіполостты қанатты
желдөңгелегінің жүктемеге беретін максимал қуатың есептеніз. Айналымның
жиілігі f=1 Гц ге 3
.
16. Судың температура айырмашылығы Т = 20 оС
идеал жылу машинадан 1 МВт
қуатты алу үшін судын мөлшерінің шығыны қандай болу керек?
17. Мөлшері W=30 млн. тонн мұнайды диаметірі D=2 м трубопровод бойынша
биіктіктің айырмашылығы h=800 м болғанда L=100 км арақашыққа тасымалдау
үшін бір жылда энергетикалық шығындар қанша болады? «Қою» мұнайдың
кинематикалық тұтқырлығы ν = 5 10-3 м
2
/сек, тығыздығы ρ = 800 кг/м3
, 1кВт сағ
электр энергияның қуны Қ = $0.04.
18. Қабырғасы 5 км ыстық тау топырақтан туратын куб Жер бетінен 10 км тереңдікте
орналасқан. Тасты топырақтын тығыздығы 2,7.
10 3
кг/м3
, меншікті жылу
сыйымдылығы 0,82.
103 Дж/(кг.К). Кубтан жоғары топырақтардың
жылуөткізгіштігі 0,4 Дж/(м.
с
.К). Кубтың суитын уақыттын тұрақтысың аңықтаныз.
19. Сиырлардың көнінің негізінде жұмыс істейтін биогазгенератордың көмегімен
алынған биогаздың көлемі 3,8 м3
/тәулік болса және онымен
қамтамасыздандырылған қуаты 17,6 кВт сағ/тәулік болса көнді беретін
сиырлардын санын аңықтаныздар. Шіру циклдің уақыты 14 тәулік, температурасы
30 оС. Биогазгенераторға бір сиырдан шыққан құрғақ шіруге арналған көн 2
кг/тәулік жылдамдықпен жеткізіледі, өндірілген биогаздың шығыны С = 0,24
м
3
/кг, жану қондырғының тиімділігі 0,6.
20. Алматыда орналасқан ауданға бір жылдың ішінде түсетін күн сәулеленудің
жылдық экспозициясынан түсетін жылу 13,0 109 Вт сек. Сондай жылуды алу үшін
50 тонна көмірді жағу керек (көмірдің жылушығару қабілеттілігі – 2,7*107 Дж /кг).
Күн сәулесі түсетін ауданның мөлшерін анықтаныныз.
Midterm Exam жазбаша СӨЖ сабағы кезінде өткізіледі. Әр билетте 1 сұрақ және 1
есеп болады. 1 сұраққа және 1 есепке берілетін мксималды бал – 50. МТ-нің
максималды балы – 100.
Сұрақтарды және есептерді қатты дене және бейсызық физика кафедрасының аға
оқутышы Байғанатова Ш.Б. құрастырған.
