W zadaniu wykorzystuje się zależność między energią chemiczną paliwa (określaną przez wartość opałową) a ciepłem użytecznym uzyskanym z kotła, które jest mniejsze z powodu strat opisanych sprawnością.
Krok 1. Oblicz energię doprowadzoną z paliwem.
Wartość opałowa 16 MJ/kg oznacza, że z 1 kg paliwa można uzyskać 16 MJ energii (w ujęciu umownym wartości opałowej). Dla 100 kg:
E = m · Wo = 100 kg · 16 MJ/kg = 1600 MJ.
Krok 2. Uwzględnij sprawność kotła.
Sprawność η = 0,75 oznacza, że 75% energii chemicznej paliwa zamienia się w ciepło użyteczne przekazane do czynnika roboczego/instalacji, a reszta to straty (np. ze spalinami, promieniowaniem, niedopałem). Zatem:
Q = E · η = 1600 MJ · 0,75 = 1200 MJ.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 1600 MJ – to wynik bez uwzględnienia sprawności (czyli energia chemiczna paliwa), a pytanie podaje sprawność, więc należy ją zastosować.
- 1000 MJ – nie wynika z prawidłowego podstawienia; może być efektem pomyłki rachunkowej lub niepoprawnego zaokrąglenia.
- 2133 MJ – to typowy błąd polegający na dzieleniu przez sprawność: 1600/0,75 ≈ 2133 MJ. Taki zabieg stosuje się odwrotnie: gdy znamy ciepło użyteczne i chcemy policzyć energię potrzebną w paliwie. Tu jest odwrotnie, więc wynik powinien być mniejszy niż 1600 MJ.
Wskazówka egzaminacyjna: sprawdź sens wyniku. Jeśli η < 1, to ciepło użyteczne zawsze będzie mniejsze niż energia paliwa obliczona z m · Wo.
