ecteinascidin schreef op zondag 02 december 2007 @ 09:38:
Vraag 18: Gebruikt een vliegtuig dat tegen de klok invliegt in de regel meer of minder energie dan hetzelfde vliegtuig op de retourvlucht van dit traject?
A. Meer.
B. Minder.
C. Dat hangt af van de vlieghoogte.
Vraag 19: Wat is de zuinigste manier om je bad te laten vollopen met water van 38 graden Celsius?
A. Eerst het koude water erin.
B. Eerst het warme water erin.
C. Meteen de mengkraan goed afstellen.
Vraag 18: weer zo'n vraag die geheel afhankelijk is wat er bedoeld wordt met "tegen de klok in” vliegen: het heeft volstrekt geen fundamentele betekenis.
Tegen de wind in vliegen heeft een eenduidige betekenis maar met een klok is er geen verplaatsingsrichting te definiëren. . .ik beeld me al een vliegende klok in die in een bepaalde richting vliegt
Met een "klok" wordt hier kennelijk het conventionele begrip "tijd" bedoeld wat op zijn beurt weer door klokken gedefinieerd wordt. Als je naar het oosten vliegt kan je zegen dat je tegen de tijd op aarde in vliegt (tegen de zon opkomst in). . .de locale tijd tikt sneller af (net zoals met tegen de wind in vliegen een snellere relatieve luchtstroming ontstaat. Vlieg je naar het westen (met de zon opkomst mee) dan vlieg je met de lokale tijd mee. . .de locale tijd tikt minder snel af en als je met 1600 km per uur over de evenaar vliegt staat je locale tijd stil.
Maar je kunt netzo goed met een "de klok" je horloge bedoelen (of de klok aan de muur van het vliegtuig die de grondtijd aangeeft) en als je naar het westen vliegt moet je voortdurend je horloge "terug" zetten. Dat is gemakkelijk te definiëren als "tegen de klok in vliegen” omdat vanwege het vliegen je de wijzers
tegen de normale richting in moet verzetten.
Naar het oosten vliegen. . .zonder de jetstream er in te betrekken (het heeft er niets mee te maken omdat het slechts een lokaal karkater heeft). . .dan vlieg je met de aardrotatie mee (tegen de aardse grondklokken in

) en vanwege beweging sta je bloot aan sterkere centripetale krachten waardoor het
gewicht van het vliegtuig
minder is. . . dezelfde reden waarom raketten die satellieten in een baan om de aarde gaan brengen naar het oosten gelanceerd worden.
Vanwege het verminderde gewicht kan het vliegtuig met een kleinere aanvalshoek van de vleugels vliegen, waardoor er minder luchtweerstand is en voor een gelijke vlieghoogte en gelijke snelheid minder brandstof nodig heeft. Dat is een economische winst. Maar sterker nog, brandstofkostenwinsten zijn klein in verhouding tot tijdwinst voor het sneller liegen met gelijke motorstuwkracht.
Als je een uur winst maakt zijn er 6 tot 8 mensen die een uur lang niet betaald hoeven te worden en het aantal ritten dat je kunt maken per vliegtuig wordt groter. De winst zit dus in sneller vliegen. Bovendien kan je met minder gewicht hoger vliegen waardoor de luchtweerstand nog meer afneemt en waardoor je nog sneller kan vliegen.
Het antwoord dat ik kies is dat oostwaarts vliegen veel economischer is dan westwaarts vliegen.
Of je dat nu tegen de klok in vliegen noemt of met de klok mee vliegen maakt niets uit.
Vraag 19:
Als koud water eerst het bad in laat lopen is er geen warmte verlies maar winst zo lanf het duurt om het bad gedeeltelijk te vullen. . .de omgeving is kouder en geeft warmte af aan het koude water. . .maar dat is te verwaarlozen omdat de koudere badkamer weer opgewarmd wordt door de CV. Stel maar dat er geen warmte verlies is zo lang de kouwaterkraan open staat.
Na het openen van de heetwater van zeg 80 C (of 60C) uit de kraan ontstaat er een verdamping van het water zodra dit uit de kraan komt. Deze damp herbergt zeer veel warmte energie. . .deze energie slaat doorgaans neer op het koude raam of op een koude muur(die dan weer warm wordt). Op een koud raam gaat de energie de buitenlucht in.
Als het water in de badkuip 38 geworden is is er een grote hoeveelheid warmte via de “stoom” verloren door het raam en er is water dat vanaf het raam naar de grond loopt. . .dit water zit niet in de badkuip en dus moet de hete waterstroom langer open staan. . .bedenk een als je dit met water van 101 C doet. . .al het water verdampt dan e er komt niets in de badkuip).
Neem even in beschouwing dat waterdamp ~ 2300 kJ/kg verdampingsenergie bevat. Om 1 kg water 1 C op te warmen is slechts ~4,19 kJ nodig. Hieruit kan je opmaken dat het verdampende hete water van 60 @ 80 C relatief zeer veel energie verkwist via verdamping.
Met de mengkraan op 38 C ingesteld is er veel minder sprake van veel verdamping en dat realiseert energiewinst. . .het verlies van warmte van het bad naar de badkamer is zeer beperkt. . .eerst moet het water opwarmen tot ~20 C voordat er sprake is van warmteverlies naar de badkamer. Van 20 C naar 38 C is een relatief korte periode.
Het is nagenoeg zeker dat het instellen van de mengkraan op 38 in grote lijnen economischer is dan eerst al het benodigde koud water er in te doen (heet water eerst is helemaal fout omdat er dan nog veel water verdampt van het hete oppervlak).
Ik kan wel een optimalisatie bedenken waardoor je bijvoorbeeld eerst 20 liter koud water er in doet en dat de rest met de mengkraan op 39 C er in doet. . .maar dat is geen optie in de antwoorden.
Antwoord C is het juiste antwoord
PS: Handig om te weten
Het verdampen van water in een bad en het condenseren van de damp op een koud raam is een voorbeeld van een “Heat Pipe” proces . Een heat pipe transporteert warmte-energie ongeveer 20 keer zo snel als een massieve roodkoperen staaf met een gelijk temperatuurverschil. Als je ooit een heat pipe in je handen krijgt en het op de juiste manier in een gasvlammetje houd zal je versteld staan hoe snel je vingers verbranden!
Probeer het eens!