Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE11 - CZERWIEC 2020



PYTANIE NR 32.
Jaka będzie sprawność procesu, jeżeli przy spalaniu 120 kg biomasy w postaci pelletu o wartości opalowej 18,3 MJ/kg, uzyskano ilość ciepła równą 1650 MJ?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby obliczyć sprawność, najpierw wyznacza się energię doprowadzoną z paliwem: 120 kg × 18,3 MJ/kg = 2196 MJ. Następnie liczy się stosunek energii użytecznej do doprowadzonej: 1650/2196 ≈ 0,751. Po przeliczeniu na procenty otrzymujemy około 75%, więc taka wartość jest poprawna.

Pełne wyjaśnienie:

Sprawność procesu energetycznego (tu: uzyskiwania ciepła ze spalania paliwa) definiuje się jako stosunek energii użytecznej do energii doprowadzonej:

η = Eużyteczna / Edoprowadzona

W treści podano:

  • masę paliwa: 120 kg,
  • wartość opałową: 18,3 MJ/kg (czyli energia chemiczna dostępna z 1 kg paliwa),
  • uzyskane ciepło: 1650 MJ (energia użyteczna w ujęciu zadania).

Krok 1: energia doprowadzona z paliwem
Energia chemiczna doprowadzona ze spaleniem całej masy paliwa wynosi:

120 kg × 18,3 MJ/kg = 2196 MJ

Krok 2: obliczenie sprawności
Podstawiamy do definicji:

η = 1650 MJ / 2196 MJ ≈ 0,751

Krok 3: zapis w procentach
0,751 × 100% ≈ 75,1%, co po zaokrągleniu daje 75%.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wartości 60%, 65% i 70% odpowiadałyby sytuacji, w której uzyskane ciepło byłoby odpowiednio wyraźnie mniejsze (np. 0,60×2196 MJ, 0,65×2196 MJ, 0,70×2196 MJ). Ponieważ w zadaniu podano konkretnie 1650 MJ, prawidłowy iloraz jest bliski 0,75, a nie 0,60–0,70.

Wskazówka egzaminacyjna: zwróć uwagę na jednostkę MJ/kg. To sygnał, że trzeba wykonać mnożenie przez masę, aby otrzymać energię w MJ, a dopiero potem policzyć iloraz i przeliczyć wynik na %.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć sprawność procesu z danych o paliwie i uzyskanym cieple?
Sprawność liczysz jako η = Quzyskane / Qdostarczone. Najpierw wyznacz energię paliwa: masa × wartość opałowa (MJ/kg), co daje MJ. Potem podziel uzyskane ciepło (MJ) przez energię paliwa (MJ) i pomnóż przez 100%, aby otrzymać procent.
Co oznacza wartość opałowa 18,3 MJ/kg w zadaniu o pellecie?
Wartość opałowa 18,3 MJ/kg oznacza ilość energii chemicznej, jaką można uzyskać ze spalenia 1 kg paliwa (w przybliżeniu, w warunkach przyjętych dla wartości opałowej). W obliczeniach jest to "energia doprowadzona" przypadająca na kilogram paliwa.
Dlaczego w obliczeniach trzeba mnożyć MJ/kg przez kilogramy?
MJ/kg to energia przypadająca na jednostkę masy. Aby otrzymać całkowitą energię dostarczoną z paliwem w MJ, musisz "usunąć /kg" przez mnożenie przez masę w kg. Dopiero wtedy masz porównywalne wielkości (MJ i MJ) do wyznaczenia sprawności.
Czy sprawność może wyjść większa niż 100% w takim zadaniu?
Nie, w typowym bilansie energii dla spalania sprawność nie powinna przekraczać 100%, bo oznaczałoby to uzyskanie więcej energii użytecznej niż doprowadzono z paliwem. Wynik >100% zwykle wskazuje na błąd rachunkowy, złe jednostki albo pomylenie wartości opałowej z inną wielkością.
Jakie są najczęstsze błędy przy liczeniu sprawności z MJ i MJ/kg?
Najczęściej myli się, co jest energią doprowadzoną, a co uzyskaną, albo odwraca się ułamek (dostarczone/uzyskane). Częsty jest też błąd jednostek: pominięcie "/kg", przez co ktoś dzieli ciepło przez masę. Warto zawsze sprawdzić, czy po obliczeniach zostają MJ/MJ (bezwymiarowo).
Jak sprawdzić, czy wynik 75% jest realistyczny bez liczenia kalkulatorem?
Można oszacować: energia paliwa to ok. 120×18 ≈ 2160 MJ. Uzyskano 1650 MJ, czyli trochę mniej niż 3/4 z 2160 (bo 3/4 z 2160 to 1620). Skoro 1650 jest nieco większe od 1620, sprawność będzie nieco powyżej 75%, czyli 75% po zaokrągleniu jest sensowne.
Co w praktyce oznacza sprawność kotła na biomasę na poziomie około 75%?
Oznacza to, że z energii chemicznej zawartej w paliwie ok. 75% zamienia się na użyteczne ciepło odebrane przez instalację, a reszta to straty (np. w spalinach, przez niepełne spalanie, promieniowanie i konwekcję do otoczenia). W praktyce taka wartość wskazuje na zauważalne, ale nie ekstremalne straty.
Jakie dane są potrzebne, żeby policzyć sprawność spalania w zadaniu egzaminacyjnym?
Zwykle potrzebujesz: masy paliwa, wartości opałowej (lub ciepła spalania, jeśli zadanie tak definiuje) oraz energii użytecznej (np. uzyskanego ciepła w MJ). Czasem zamiast energii podaje się moc i czas, wtedy energię wyznacza się z iloczynu mocy i czasu.
Kiedy w energetyce używa się sprawności zamiast strat energii?
Sprawność jest wygodna do porównywania urządzeń i procesów, bo daje jedną liczbę opisującą "ile z tego, co włożyłeś, odzyskałeś". Straty energii (np. w MJ lub %) są użyteczne diagnostycznie, gdy chcesz wskazać, gdzie ucieka energia. Na egzaminach często łatwiej jest policzyć sprawność, a potem ewentualnie straty jako 100%−η.
Jak przygotować się do zadań o sprawności na egzamin technika energetyka?
Przećwicz kilka schematów: (1) energia z paliwa = masa×wartość opałowa, (2) energia = moc×czas, (3) sprawność = użyteczna/doprowadzona×100%. Zawsze zapisuj jednostki przy każdym kroku. Na koniec zrób kontrolę sensu: sprawność powinna być między 0% a 100%.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 62% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że aby obliczyć sprawność, najpierw wyznacza się energię doprowadzoną z paliwem: 120 kg × 18,3 MJ/kg = 2196 MJ.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Sprawność (fizyka)" – definicja sprawności jako stosunku wielkości użytecznej do dostarczonej, https://pl.wikipedia.org/wiki/Sprawno%C5%9B%C4%87_(fizyka) - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia (PL): "Wartość opałowa" – znaczenie wartości opałowej w MJ/kg jako energii możliwej do uzyskania ze spalenia jednostki masy paliwa, https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9B%C4%87_opa%C5%82owa - dostęp 2026-03-02
  • Khan Academy (EN): "Efficiency" – ogólna koncepcja sprawności jako stosunku output/input (podstawa do rozumienia rachunku sprawności), https://www.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-efficiency - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podręcznik/skript z podstaw termodynamiki i bilansów energetycznych (dział: sprawność, energia, ciepło)
  • Materiały dydaktyczne z eksploatacji kotłów i instalacji cieplnych (wartość opałowa, paliwa, bilans cieplny)
  • Zestawy zadań rachunkowych dla technika energetyka: sprawność, moc, energia, ciepło spalania
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego