Šobrīd daudzās daudzdzīvokļu jaunceltnēs tiek uzstādīti individuālie siltuma skaitītāji. Siltuma skaitītājs mēra dzīvoklī ievadītā un no dzīvokļa izvadītā šķidruma temperatūru un šķidruma plūsmas ātrumu. Izmantojot mērījumu datus, skaitītājs aprēķina siltuma daudzumu, ko saņēmušas apsildāmās telpas.
1. Nosauc vienu termometra veidu, kas būtu praktiski izmantojams siltuma skaitītājā!
2. Siltuma skaitītāja rādījums parasti nolasāms mērvienībās \(\mathrm{kW\cdot h}\) vai \(\mathrm{MW\cdot h}\). Pārvērt \(150\space \mathrm{kW\cdot h}\) džoulos!
3. Paskaidro, vai aprēķinot patērēto siltuma daudzumu, jāņem vērā sistēmā esošā šķidruma veids?
4. Uzraksti vienu formulu šķidruma atdotā siltuma daudzuma aprēķināšanai un norādi, kas ir katrs lielums formulā!
5. Siltumenerģijas skaitītājiem tiek piešķirtas precizitātes klases. Jo augstāka precizitātes klase, jo mazāka mērījuma pieļaujamā relatīvā kļūda. Kas ietekmē dažādu modeļu skaitītāju precizitāti?
6. Tāpat kā siltumenerģijas patērētāji, arī siltumenerģijas ražotāji veic saražotās siltumenerģijas daudzuma uzskaiti. Saskaitot kopā visu siltumenerģiju, par ko norēķinās patērētājs, un to salīdzinot ar saražoto, rodas starpība, kuras cēlonis ir siltuma zudumi siltumtrasēs. Nosauc divus faktorus, kas ietekmē siltuma zudumu lielumu!
1. Siltuma skaitītājos izmanto bimetāla termometrus. Bimetāla termometrs sastāv no divu dažādu metālu vienāda garuma plāksnītēm, kas savienotas kopā. Tā kā dažādu metālu termiskās izplešanās koeficients ir atšķirīgs, mainoties temperatūrai, plāksnītes izliecas. Izliekums ir atkarīgs no temperatūras.
Var izmantot arī pretestības termometru, kas mēra kāda materiāla, piemēram, platīna, elektriskās pretestības izmaiņu, mainoties temperatūrai.
2. Pēc uzdevuma tekstā sniegtās informācijas, siltuma skaitītāja rādījums nolasāms mērvienībās \(\mathrm{kW\cdot h}\) vai \(\mathrm{MW\cdot h}\). Ko mēra siltuma skaitītājs – jaudu vai darbu? To nosaka pēc mērvienībām. Vatos (arī kilovatos un megavatos) mēra jaudu \(P\), sekundēs (un arī stundās) mēra laiku \(t\), bet džoulos mēra darbu \(A\) (kā arī enerģiju vai siltuma daudzumu). Izmanto formulu, kas saista šos lielumus: \(A=Pt\). Tāpēc \(\mathrm{1\space J=1\space W\cdot 1\space s}\).
Izsaka doto jaudu vatos un laiku sekundēs: \(150\space\mathrm{kW=150\cdot 10^3\space W}\); \(\mathrm{1\space h=3600\space s=3,6\cdot 10^3\space s}\).
Pārveido kilovatstundas džoulos: \(150\space\mathrm{kWh=150\cdot 10^3\space W\cdot 3,6\cdot 10^3\space s=540\cdot 10^6\space W\cdot s=540\cdot 10^6\space J=540\space MJ}\).
Atbilde: \(\mathrm{150\space kW\cdot h=540\space MJ}\).
3. Siltuma daudzums \(Q\), ko saņem vai atdod ķermenis, mainoties tā temperatūrai, ir atkarīgs no vielas īpatnējās siltumietilpības \(c\): \(Q=cm\Delta t\). Tādēļ, aprēķinot patērēto siltuma daudzumu, jāzina šķidruma veids.
4. Šķidruma vai cieta ķermeņa atdoto siltuma daudzumu \(Q\) aprēķina pēc formulas \(Q=cm(t_\mathrm s-t_\mathrm b)\), kur \(m\) – šķidruma masa, \(c\) – šķidruma īpatnējā siltumietilpība, \(t_\mathrm s\) – šķidruma sākuma temperatūra, \(t_\mathrm b\) – šķidruma beigu temperatūra.
Dažreiz raksta citādi: \(Q=cm\Delta t\) vai \(Q=cm\Delta T\), kur \(\Delta t\) vai \(\Delta T\) – šķidruma temperatūras izmaiņa Celsija grādos vai Kelvinos.
5. Siltumenerģijas skaitītāja precizitātes klase ir atkarīga no trim faktoriem:
- cik precīzi tiek mērīts ūdens patēriņš caur skaitītāju;
- cik precīzi tiek mērīta dzīvoklim pievadītā ūdens temperatūra;
- cik precīzi tiek mērīta no dzīvokļa aizvadītā ūdens temperatūra.
6. Siltuma zudumi siltumtrasēs ir atkarīgi no daudziem faktoriem:
- no siltumtrases garuma;
- no iebūvētās siltumtrases dziļuma;
- no siltumtrases izbūvē izmantoto cauruļu diametra;
- starp kādiem iežiem būvēta siltumtrase;
- cik labi ir izolēta siltumtrase;
- no siltumnesēja temperatūras;
- no siltumnesēja plūsmas ātruma siltumtrasē (jo lēnāk plūst siltumnesējs caurulēs, jo lielāki zudumi);
- no gaisa temperatūras u.c.
Vērtēšanas kritēriji
1. Zina termometru veidus un to lietošanas iespējas – 1 punkts.
2. Pārveido enerģijas mērvienības – 1 punkts.
3. Skaidro, ka vielas atdotais vai saņemtais siltuma daudzums ir atkarīgs no tās īpatnējās siltumietilpības – 1 punkts.
4. Zina vai atrod formulu lapā šķidruma atdotā siltuma daudzuma aprēķina formulu un norāda formulā iesaistīto lielumu nosaukumu – 1 punkts.
Zina vai atrod formulu lapā šķidruma atdotā siltuma daudzuma aprēķina formulu, bet nenorāda formulā iesaistīto lielumu nosaukumu – 0 punkti.
5. Atrod tekstā vismaz trīs mērījuma kļūdu cēloņus – 1 punkts.
6. Vērtē līmeņos:
saista fizikas zināšanas ar sadzīvē novēroto un uzraksta divus faktorus, kas ietekmē siltuma zudumu lielumu – 2 punkti;
saista fizikas zināšanas ar sadzīvē novēroto un uzraksta vienu faktoru, kas ietekmē siltuma zudumu lielumu – 1 punkts;
neuzraksta nevienu faktoru, kas ietekmē siltuma zudumu lielumu, vai arī uzrakstītie faktori neatspoguļo fizikas zināšanas/izpratni par procesiem - 0 punkti.