FY2 Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta — kertaus yo-kokeeseen

Mitä sensori odottaa tästä moduulista

FY2 on moduuleista soveltavin ja sanallisin: laskut ovat suoraviivaisia, mutta pisteet tulevat perustelusta. Sinun on osattava kytkeä yhteiskunnallinen kysymys (energiavalinta, päästöt, energiatehokkuus) fysiikan lakeihin — energian säilymiseen, hyötysuhteeseen ja säteilytasapainoon — eikä mielipiteeseen tai ympäristöpuheen yleisiin fraaseihin. Toinen toistuva vaatimus on suureiden erottelu: teho ja energia, nimellisteho ja vuosituotanto, sähköenergia ja primäärienergia. Sekaannus näissä tiputtaa vastauksen tason välittömästi.

Ydinkäsitteet

• Teho P — energian siirtymisen tai muuntumisen nopeus, P = E/t. Yksikkö watti (W = J/s). Voimalaitoksen "koko" ilmoitetaan aina tehona.
• Energia E — kokonaismäärä, E = P*t. Yksiköt joule (J) ja kilowattitunti (1 kWh = 3,6 MJ). Sähkölasku on energialasku, ei teholasku.
• Hyötysuhde eta — hyödyksi saadun ja otetun energian (tai tehon) suhde, eta = E_hyoty / E_otettu. Suhdeluku, ei yksikköä, aina alle 1.
• Nimellisteho — voimalan suurin jatkuva teho ihanneolosuhteissa. Ei kerro vuosituotantoa.
• Kapasiteettikerroin k — todellisen vuosituotannon suhde siihen, mitä laitos tuottaisi käydessään koko vuoden nimellisteholla: E = Pkt. Tuulivoimalla tyypillisesti noin 0,3, ydinvoimalla lähellä arvoa 0,9.
• Primäärienergia — energialähteestä otettu energia ennen muunnoksia (polttoaineen kemiallinen energia, ydinpolttoaineen sidosenergia, tuulen liike-energia).
• Uusiutuva ja uusiutumaton energialähde — uusiutuva täydentyy ihmisen aikaskaalassa (aurinko, tuuli, vesi, bioenergia, maalämpö), uusiutumaton ei (kivihiili, öljy, maakaasu, turve, uraani).
• Säteilytasapaino — Maa luovuttaa avaruuteen säteilemällä yhtä paljon energiaa kuin se Auringolta vastaanottaa. Tasapainon häiriintyminen muuttaa pintalämpötilaa.
• Kasvihuoneilmiö — ilmakehä läpäisee Auringon lyhytaaltoisen säteilyn mutta absorboi Maan lähettämää pitkäaaltoista lämpösäteilyä.