3.5 Spalné teplo nafty

Spalné teplo nafty (topného oleje) je řádově

a)  0,4 kJ g1
b)  4 kJ g1
c)  40 kJ g1
d)  400 kJ g1

Výsledek

c) 40 kJ g1

Řešení

Tato úloha testuje, zda máte jistou řádovou představu o věcech kolem nás. Pokud si příslušný údaj nepamatujete, musíte najít vhodný údaj, ze kterého lze řádový odhad získat.

Ti, kdo nechtějí ztloustnout, si jistě všimli, že většina prodávaných potravin na svém obalu obsahuje informaci o energetickém obsahu (obvykle vztažený na 100 g). Tento údaj je spalné teplo příslušného množství dané potraviny. Např. na etiketě stolního oleje můžeme číst: "Energetický obsah 3700 kJ na 100 g." Z toho pak lze usoudit, že nafta, která je chemicky podobná oleji, bude mít spalné teplo řádově 40 kJ g1.

Ale i bez znalosti energie v oleji lze získat řádovou představu, pokud si z hodin biologie pamatujete, že člověk potřebuje řádově 10000 kJ za den (to je asi 2500 kcal). Při energetickém obsahu 40 kJ g1 je to 250 g oleje, případně asi dvojnásobek sacharidů či bílkovin (obsahují kyslík, takže již při spálení vydají méně energie). Při hodnotě 4 kJ g1 nebo 400 kJ g1 bychom dostali nerealistické množství potravy za den.

Pokud nedržíte dietu, můžete se zamyslet třeba nad tím, jak vysoké převýšení překoná tunové auto (m = 1000 kg) na litr nafty. Je-li hustota 1 g cm3 (jde nám jen o řádový odhad), je v litru nafty E = 4 . 107 kJ energie a při tíhovém zrychlení g = 10 m s2 vyjedeme do h = E/(gm) = 4000 m, po zahrnutí účinnosti (zhruba 25 %) do kilometru. To je realistická hodnota odpovídající zkušenosti běžného motoristy; sto metrů by bylo málo a deset kilometrů je příliš.