EVが増えるのでkW表示にしましょう。
探検
うちの車は最大～kW、でも普通に走ると～kW
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EVが増えるのでkW表示にしましょう。
仮定1 定速走行の時は速度に関係なくモーター出力10kWで走ります。
仮定2 モーターの最大出力は100kWです。
仮定3 ハイブリッド車(PHV)で燃料は水素を用います。水素は70MPaで充填します。
これによる燃料電池の熱効率は50％です。
仮定4 家庭用電源で充電もできますが、この充電効率も50％とします。
仮定5 フル充電で200km, 燃料満タンで700km走行できます。
仮定6 回生ブレーキがあります。この発電効率も50%です。
仮定7 停止時のアイドリングはありません。使用電力0です。
まあ、この設定で問題があれば2号を作りましょう！www
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
定速走行時のエンジン出力は何馬力ですか？
問2
最大出力は何馬力ですか？
問3
あなたは何匹馬を飼っているんですか？
問いの"numbering"は"unique", "serial"にしてください。
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 👀
Rock54: Caution(BBR-MD5:0be15ced7fbdb9fdb4d0ce1929c1b82f)
イワタニは水素1kg=1000円で売っています。定速で動かすときにこの車の
1kmを動かすためにいくらかかりますか？
モナー1号の充電池の容量は何Whですか？
問6
モナー1号を充電するのに家庭用電源で何時間かかりますか？
モナー1号の水素タンクは何Lあるのでしょうか？
EH2. 分かっても書き込めない人は書き込まないでください。
EH3. モナー1号に問題があると思う人は書き込んでください。
問1
日本では1仏馬力(PS)=735.5Wを採用することが多いので、
10/0.7355≒13.6[PS]
問2
同じく、136[PS]
>>4
普通に走っているときは馬13-14頭分、最大出力時は136頭分
この車は速度がいくらでも燃料消費が同じ仮定なので、燃費の計算が
できない。この車が一般道60km/hでのみ走るとして秒速16.7m/s
1kmを走るのに60秒、600kJのエネルギーが必要。
水素ガスは普通圧縮してあるか液体で売られている。圧縮するときに
エネルギーが必要だが、とりあえず標準状態での
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(L)
の反応だけ考えると（後からヘスの法則でいろいろ差し引きすれば良いが）
285.8kJの熱量が得られる。この50%が電力となり使えるとすれば、
1molで142.9kJの電力が得られる。1km走るのに4.2molあればいい。
水素は1molが2g、4.2molは8.4g、1kg=1000円なら8.4円。
1Lで14km走れるガソリン車の燃料が140円/Lなら、1kmは10円。
問5
>>6の仮定で200km走るための電力量は120MJ
電池の容量は120MJ=33.3kWh
問6
効率50%の充電器で5kWで充電するとすると、
33.3/5*2＝13.3時間かかる。
>>6の条件で700km走るには、
4.2*700=2.94kmolあればいい。理想気体として標準状態で
1mol=22.4Lだが、これを70MPaで圧縮して仮に液体にならないと
する。22.4L*(2.94*10^3)mol*(1013hPa/70MPa)≒95.3L
のタンクが必要。
モナー1号は、33.3kWhのバッテリーを積み95.3Lの水素タンクを
搭載し、うちで充電なら13.3時間、水素なら1km8.4円で走る
結構実用的な車。
誤 >>6の条件で → 正 >>11の条件で
現在、自動車用の蓄電池は200-300Wh/kgで生産されている。モナー1号の電池を
充電のために交換することについてはどう考えるか？
自動車用蓄電池の容量は重量的な制限があって、第二世代と言われる
二次電池では200-300Wh/kgと言われる。モナー1号に必要な二次電池は
33.3kWhだから、今の技術では
33.3/0.2=166.5
33.3/0.3=111
だから、電池の重量は111-166.5kgになってしまう。人間が一人で持てる限界が
20-25kg=お米の袋の大きさとすれば無理。交換をあきらめるか、エネルギーを使って
機械による交換システムを構築するかを選択。
さて、モナー1号を加速しよう。仮に質量を1,500kgとする。
普通の交差点の流儀にしたがって、>>11にしたがって、30秒で通常走行の
60km/sに加速し、30秒で停止するように考えよう。停止には回生ブレーキを
使おう。加速中・減速中は定速走行のエネルギーは必要ないと考える。
水素で100kmを走行するときに5回信号で停止した場合、水素はどのぐらい
必要か？
モナー1号の燃料電池から雑音がする。実はモナー1号の燃料電池の
中身は誰も知らない。クレーン電気の技術者を助けたときにお礼に
もらったものだ。彼女は「決して開けないでください」と言っていたが...
開けると、ケースの中に二人の小人が汗だくで座っていた。
「なんだお前ら？」
「どーも、マックスウェル兄弟でっせ！」
「誰でも良いんだが、暑そうだな？」
Tシャツに「1」と書いた小人がこう言う
「そりゃお兄さんが涼しいそうに10kWで走行しているとき、残った熱は
ここから出るんやさかいに。」
「熱効率50％ということは10kWのヒーターに当たっているようなもん
だな。エネルギー保存とはそういうもんだろうな。」
Tシャツに「2」と書いた小人が振り向いてこう言う
「物わかりの良いお兄さんやな、じゃあ我々が本気を出して自由
エネルギー全部電気にする最高の効率の燃料電池を作ったら、
効率は何％になると思う？」
外は標準状態で1気圧25℃だ、さて、小人のいう効率とは？
さて30秒で時速60km=16.7m/sまで加速する。
運動エネルギーはEk=1/2*1500*(16.7)^2=208.3kJ
これは熱効率50％の燃料電池では208.3/142.9=1.46mol
回生ブレーキで50%は回収できるから1/2として、0.73molで
よい。30秒の加速中の移動距離dは加速度16.7/30=0.56m/s^2
d=1/2*0.56*30^2=250m、減速時も同じ。加減速で500m必要。
100km、5回の停止で必要な水素は
(100-0.5*5)*4.2+0.73*5=413mol=826g
H2(g)+1/2O2(g) → H2O(L)
燃焼によって得られる熱量は標準生成エンタルピーΔH=-285.83kJ/mol
標準生成エントロピーはΔS=0.16334kJ/mol・K
標準ギプス自由エネルギー変化はΔG=ΔH-TΔS=-237.13kJ/mol
これを全部電力に変えるのであれば、
熱効率η=ΔG/ΔH=237.13/285.82=0.83
小人のいう通りなら、熱効率83％
熱効率の話をすると、二人の小人はこう言う
「そこまで分かっているのなら、俺たちの作る1個の燃料電池セルの
起電力は計算できるわけやんか。」
H2(g)+1/2O2(g) → H2O(L) で得られる起電力は何Vか？
水素1molから得られる自由エネルギーは237.13kJ/mol
これが
ΔG=起電力*電子の数*素電荷
=起電力*電子のモル数*ファラデー定数
であるはず。この反応で電子2molが移動するので、
ΔG=E・2・9.64*10^4=237.13*10^3
∴ E=1.23V
もし、この熱効率を得るためにカルノーサークルを使うとすると
低熱源を標準状態の部屋の空気とした場合、
何度の高熱源を用意したのと同じか？ なぜ燃料電池はこの温度
ではないのにこの効率が得られるか？
0.83=1-298.15/Th
だから、Th=1754K
燃料を高温にしないために熱として失うエネルギーが少ないため。
モナー1号のオーナー、キタ氏は、晴れの日は太陽光発電でモナー1号を充電
したいと考えた。太陽からの放射は1366W/m^2、地上に届くのは80％、
発電効率は20％、充電効率が50％、東京にある土地で昼間8時間の日照
なら、何m^2のパネルで何Wh蓄電しておけば良いか？
キタ氏の友人ミナミ氏は人工光合成の研究者。
モナー1号に供給する水素を水の光分解で供給しようとしている。
さて、 H2O(L) → H2(g)+1/2O2(g)を行うために
必要な光の波長はいくらか？ この逆反応を行うためのエネルギーは
逆反応と同じ237.13kJ/mol、必要な起電力は1.23Vである。
放射が最低の冬至の東京を考える。
太陽光と地表の鉛直軸の角度は(37.7+23.4)°
実際の放射量は1366*0.8*cos(61.1°)=528W/m^2
x[m^2]*528*0.2*0.5*8=33.3*10^3
x=78.8[m^2]、 約8.9m四方のパネルが必要。
H2O(L) → H2(g)+1/2O2(g)
の反応を行うために、1.23eVの電子が2つ必要。
このエネルギーを持つ光子は
E=hν=hc/λだから、1.23eV=1.97*10-19J
1.97*10^-19=6.626*10^-34*3*10^8/λ
λ=1000nmの近赤外の波長の光子2つでよいが、
1つの光子なら500nmで可視光線で使える光子は
少ない。
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(L)+285kJ
H2(g), O2(g), H2O(L)の標準モルエントロピーは
それぞれ130.684J/mol・K, 205.138J/mol・K, 69.91J/mol・K
である。
1) このデータを元に、水を分解するために必要な光の波長を求めよ。
ただし、1個の水分子の分解に用いる光子は1個とする。
2)植物が可視光で光合成が行える理由は何か？
必要な物理定数は以下のものを用いること。
プランク定数h=6.63*10^-34[J・s]
光速c=3.00*10^8[m/s]
素電荷e=1.60*10^-19[C]
アボガドロ数=6.02*10^23[mol^-1]
とする。
いや、こういう問題もありなのかと。
後、ボルツマン定数さえ出せばだいたいの物理定数は出るなぁ。
絶対温度⇔エネルギー
をつなぐ定数だから、>>32の問題に埋もれているのは
「標準状態」
という定数だよね。どうやって標準状態の温度を決めたか、そこをうまく表現できれば
SI単位系を作る基本定数は網羅できるんだがなぁ。
実際の植物の葉緑体の中では
2H2O → O2 +4H^+ +4e^-という反応がOxygen Evolving
Complexで起こる。エネルギーの収支は同じだが、電子を蓄えら
れない細胞中で蓄えるのは、H^+の方だなぁ。このイオン濃度勾配で
ATPを作ることができる。
モナー1号のオーナーキタ氏がフル充電で出社し100kmを定速で走行し
帰宅したときに彼の家は停電になってしまっていた。
140Lの風呂を10℃の水から40℃まで湧かし、1.5kWのエアコンを使う
として、何時間使うことができるか。
問15.
モナー1号のオーナーキタ氏がフル充電で出社し100kmを定速で走行し
帰宅したときに彼の家は停電になってしまっていた。あいにく天気が悪く、
家の蓄電池の残量はゼロだった。彼の車に残る電力で家の電力を
まかなうとして、140Lの風呂を10℃の水から40℃まで湧かし、1.5kWの
エアコンを使うとして、何時間使うことができるか。
彼の車に残る電力は、半分の16.7kWh
16.7[kWh]=6.01*10^7[J]
風呂を沸かすのに必要なエネルギーは
(140*10^3)*30*4.19=1.76*10^7[J]
残り、4.52*10^7[J]
これを1.5kWのエアコンで消費すると、
4.52*10^7/1500*10^3=2.83*10^4[s]=7.87[h]
7.87時間使うことができる。
核物理学者のヒガシ氏は、ロシアの研究所で原子力電池の研究としていた。
モナー1号を購入した彼はゼーマン効果を利用した彼の電池は熱効率10%、
500Wの出力を使ってこの車を動かそうとする。彼が238Puを用いていたとして
もともと積んでいる238Puの量は何kgか？ 238Puの半減期は87.7年、
α崩壊で取り出せるエネルギーは5.6MeVとする。
であるから、
dn/dt=-(1/T)N0・log2・2^-(t/T)
=-(1/T)・log2・n
-(dn/dt)/nを崩壊定数λ=log2/T
と呼ぶらしい。
とにかく、1秒間に崩壊する原子数をNdとすると、
Nd=-(dn/dt)[Bq]=-(1/T)・log2・n
ということだ。
最初、ヒガシ氏がx[kg]の238Puを持っていたとする。
だいたい化学的性質でPuO2らしいから、モル質量は0.276kg/mol
とする。ヒガシ氏の原子力電池には最初x/276[mol]の238Puが
ある。
半減期を秒にすると
T=87.7[y]=87.7*365*24*60*60=2.14*10^9[s]
だから、
Nd=-(2.14*10^9)・log2・x/0.276*(6.02*10^23)となる
=(3.08*10^14)*x
これが500/0.1Wになるとすると
5000=(3.08*10^14)*x*(5.6*10^6)*(1.60*10^-19))
=276*x
x=18.1[kg]
最初は18.1kgの238Puが積んであったと思われる。
失礼、>>41は>>39へのリンク
モナー1号のオーナーキタ氏が出勤しようとしたら、表は雪が10cm積もり、
その街の道路は不通の状態になっていた。研究所からのメールできょうは
周囲が混乱しているので閉鎖となったと連絡が来た。
雪を降らせるのにどのぐらいのエネルギーが必要なのかと彼はふと考えた。
地上は-5℃、雪は-30℃の雪雲から降るとする。
簡単にするために、
○ 水は圧力と温度で体積を変えず、比熱は75.3J/mol、気化熱は
標準状態で44.0kJ/mol
○ 氷の融解熱は圧力・温度に関係なく18.5J/mol
○ 水蒸気の定圧比熱は33.5J/mol
としよう。
1）地上を基準としたとき上空の水1molのエンタルピー変化ΔHはいくらか？
2) この水が凍るとき水1molのエンタルピー変化ΔHはいくらか？
3) このエンタルピー変化はどうなったか？
4）上空の温度が-30℃で一定なら何mまで上昇できるのか？
5) 結論は何か？
2)同様に、ΔH=-18.5J/mol
3)周りの空気を暖め上昇気流を生じさせた。
4)両者を足して-1,900J/mol、0.018*9.8*h=1901 h=10,780m
5)水を蒸発させれば温度差で上空10,000mまで上昇し雪になる。
標準状態での気化熱を使ってキルヒホッフの法則に従うと、
4400+(75.3-33.5)*(298.15-268.15)=5.65kJ/molが
一時的に必要だが、これは回収される。
温暖化とは何なのか？
○ 水蒸気が蒸発するときの気化熱が水の温度が高いほど
少なくて済む＝同じ太陽放射でも水蒸気量が増える。
○ 上空の温度が同じであれば、水が起こす仕事が大きく
なる。
→ 降水量が増え、空気の運動が激しくなる。
さて、モナー1号のオーナー・ニシ氏は航空研究家だったので
自分のモナー1号で飛行ができるのか設計してみた。いわゆる電気飛行機である。
天才的な発想と素材とモナー1号用のモーターを使って、モナー1号に付けた翼は
対気速度100ktでトータル1500kgのモナー1号改を浮揚させた。その翼は
条件にかかわらず、揚力/抗力=10であった。また、揚力∝速度^2であった。
国交省に申請したところ、特例として民間空港を使い1,500フィートの高度でなら
試験飛行が許可された。高度を変更するときの垂直方向の速度は±10フィート/秒
しか許されなかった。
1）モナー1号改に必要な滑走路は何メートルか？ 滑走中の空気抵抗は翼の抗力
のみとする。モーターの最大出力は100kWとする。
2）モナー1号改の電池で持続的な飛行は可能か？ 可能であれば何km飛行が
可能か？
スマン計算ミスった、訂正
問19.
さて、モナー1号のオーナー・ニシ氏は航空研究家だったので
自分のモナー1号で飛行ができるのか設計してみた。いわゆる電気飛行機である。
天才的な発想と素材とモナー1号用のモーターを使って、モナー1号に付けた翼は
対気速度100ktでトータル1500kgのモナー1号改を浮揚させた。その翼は
条件にかかわらず、揚力/抗力=10であった。また、揚力∝速度^2であった。
国交省に申請したところ、特例として民間空港を使い1,500フィートの高度でなら
試験飛行が許可された。高度を変更するときの垂直方向の速度は「±5」フィート/秒
しか許されなかった。
1）モナー1号改に必要な滑走路は何メートルか？ 滑走中の空気抵抗は翼の抗力
のみとする。モーターの最大出力は100kWとする。
2）モナー1号改の電池で持続的な飛行は可能か？ 可能であれば何km飛行が
可能か？
グーグルで検索⇒『羽山のサユレイザ』
FBZ1K
モナー1号用マグカップ www
http://iup.2ch-library.com/i/i1886143-1517379275.jpg
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20090319-00000026-tsuka-soci
この記事で問題になった通称やりすぎ防パトは、創価学会と警察署が引き起こしていたようです
掻い摘んで説明すると
・創価学会は、町内会や老人会、ＰＴＡ、商店会等の住民組織に関し、学会員が役員になるよう積極的に働きかける運動を
９０年代末から開始し、結果、多くの住民組織で役員が学会員という状況が生まれた
・防犯パトロールの担い手は地域の住民と住民組織で、防犯活動に関する会議や協議会には、住民組織の代表に役員が出席する為
防犯活動や防パトに、創価学会が間接的に影響力を行使可能となった
・防パトは住民が行う為、住民が不審者や要注意人物にでっち上げられるトラブルが起きていたが
創価学会はその緩さに目をつけ、住民組織を握っている状況を利用し、嫌がらせ対象者を不審者や要注意人物にでっち上げ
防パトに尾行や監視、付き纏いをさせるようになった
・防パトは地元警察署との緊密な連携により行われる為、創価学会は警察署幹部を懐柔して取り込んでしまい
不審者にでっち上げた住民への嫌がらせに署幹部を経由して警察署を加担させるようになった
・主に当該警察署勤務と考えられる創価学会員警察官を動かし、恐らく非番の日に、職権自体ないにもかかわらず
私服警官を偽装させて管轄内を歩いて回らせ、防犯協力をお願いしますと住民に協力を求めて回り
防犯とは名ばかりの、単なる嫌がらせを住民らに行わせた（防犯協力と称し依頼して回っていた警察官らの正体は恐らく所轄勤務の学会員警察官）
※これに加えて防犯要員が同様のお願いをして回る
・こうして防犯パトロールを悪用し、住民を欺いて嫌がらせをさせつつ、創価学会自体も会員らを動員し、組織的な嫌がらせを連動して行った
つまり警察署に勤務する学会員警察官、警察署幹部、創価学会が通称やりすぎ防犯パトロールの黒幕
詳細は下記スレをご覧下さい
やりすぎ防犯パトロールは創価学会と警察署の仕業だった
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/bouhan/1516500769/
時間がある方はみてもいいかもしれません
検索してみよう『立木のボボトイテテレ』
LKC
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