Transcript Aanmaaktover Hout

TOVERS VAN HELDER
Aanmaaktover 8
AANMAKEN 1 KUUB BEZAAGD GRENENHOUT
PRIJS
-7.332
Vraag
Wat is de prijs van het aanmaaken van 1 kuub in planken gezaagd grenenhout?
Antwoord
Recept & Bereiding
AMT 8.1
AMT 8.2
AMT 8.3
AMT 8.4
AMT 8.5
AMT 8.6
AMT 8.7
AMT 8.8
,,
,,
,,
,,
,,
,,
1
1
1
1
90
2,E+19
1,E+07
41
41
4
1,E+00
13 + pm
4,E+05
1
AMT 8.9
AMT 8.10
AMT 8.11
AMT 8.12
AMT 8.13
,,
,,
,,
AMT 8.14
,,
1
AMT 8.15
AMT 8.16
,,
,,
300
1
AMT 8.17
AMT 8.18
,,
,,
2.000
pm
1
AMT 8
1
velmachine
vrachtwagen
zaagwerk
vrachtschip
mensen
m³ lucht
kJ zonne-energie
kg water
kg water betalen
m² bosgrond
zaadje Picea
kg dieselolie
kJ stroom
kuub grenen
laten groeien
kuub grenen
vellen
km vrachtwagen
kuub grenen
bezagen
km vrachtschip
mensjaren arbeid
kuub grenen
bezaagd
kuub grenen
aangemaakt
ΔSσ
[kJ/°K]
pm
pm
pm
pm
pm
0
0
0
158
0
0
ΔScf
ΔSθ
[kJ/°K]
[kJ/°K]
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
in 8.12, 8.13, en 8.14
-347
-227
2.071
3.460
544
-17.241
-250
-505
2.166
-434
0
-876
0
3.756
0
-70
pm
-141
pm
602
pm
2.518
-1.205
-8.646
Gereedschappen
8.1
1
velmachine
Er wordt gewerkt met de John Deere Timberjack 810B.
De TJ haalt per uur 5 kuub hout op, 8 uur per dag en 300 dagen per jaar.
C tj =
12000
m³ hout/jaar
ofwel
0,0004
m³ hout/s
Td =
20
jaar =
6,E+08
s
diensttijd
Tw1 = 1/C =
2628
s/m³ hout
werktijd
qi TJkuubhout = Tw/Td =
4,E-06
inzetquotient
S levering timberjack per kuub hout = qi . Maaktover 18 Gereedschap [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
8.2
1
vrachtwagen
Er wordt gewerkt met de Scania van VT 1 Vrachtwagen met lading 13 ton.
De vrachtauto vervoert de boomstammen over 300 km naar havenstad Kalmar.
1 kuub hout heeft massa halve ton.
Cvw =
6,E-02
tonkm/s
uit VT1
CvwkuubhoutKalmar = 2 . Cvw /300 =
4,E-04
kuub/s
Tw2 = 1 / C =
2527
s/kuub hout
Td vw =
6,E+08
s
uit VT 1
qi vrachtwagentonkm =
3,E-08
uit VT 1
qi vrachtwagenkuubnaarKalmar = qi vwtonkm . 0,5 . 300 =
4,E-06
inzetquotient
S levering vrachtwagen per kuub hout = qi . Maaktover 2 Vrachtwagen [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
8.3
1
zaagwerk
In Kalmar is een houtzagerij waar de stammen tot planken worden verzaagd.
Er wordt gezaagd met een Woodmizer zaagmachine. Een kuub planken wordt in 0,5 uur gedaan.
De machine werkt 8 uur per dag, 300 dagen per jaar.
C zaagmachine =
4.800
m³ hout/jaar
ofwel
0,0002
m³ hout/s
Td =
20
jaar =
6,E+08
s
diensttijd
Tw3 = 1/C =
6570
s/m³ hout
werktijd
qi zaagwerkkuubhout = Tw/Td =
1,E-05
inzetquotient
S levering zaagmachine per kuub hout = qi . Maaktover 18 Gereedschap [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
8.4
1
vrachtschip
Het hout wordt per vrachtschip over 2000 km naar Harlingen vervoerd.
Helder koos voor het vrachtschip van VT 2 Vrachtschip.
Cvs =
6
tonkm/s
uit VT 2
CvsKalmar-Harlingen = 2 . Cvs /2000 =
0,006
kuub/s
Tw4 = 1/C =
164
s/kuub hout
qi vrachtschiptonkm =
1,E-10
qi vrachtschipkuubhoutnaar Harlingen = qi vrachtschiptonkm . 0,5 . 2000 =
1,E-07
inzetquotient
S levering vrachtschip per kuub hout = qi . Maaktover 4 Vrachtschip [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
8.5
90
mensen
Het aantal medewerkers schatte Helder op 20.
p stroom =
20
mensen
(werknemers)
fu =
1,5
uitbestedingsfactor
p = fu . p stroom =
30
mensen
fk =
3
kostwinnersfactor
pk = p.fk =
90
kostgangers
Td = 45 jaar =
1,E+09
sec
diensttijd
Tw5 = Σ Twn =
1,E+04
sec/kuub hout
qi mensen = Tw5/Td =
8,E-06
inzetquotient
S levering pk mensen per kuub hout = qi . pk . Maaktover 1 Mens [ kJ/°K ]
Verder PM in afwachting van de maaktover.
Men Neme
8.6
2,E+19
m³ lucht
De lucht is nodig voor het leveren van kooldioxide, maar ook voor het opnemen van
zuurstof.
De prijzen voor de massa-overdrachten worden in de betreffende tovers verrekend.
8.7
1,E+07
kJ zonne-energie
Zie voor berekening onder 8.13
De Zon heeft geen menselijke eigenaar en er hoeft voor de massa-overdracht van de fotonen
dus niet te worden betaald.
8.8
41
kg water
Voor de vorming van 1 mol glucose is 6 mol water nodig. Zie onder 8.13.
Voor de vorming van 1 kuub grenen is per mol glucose 5 mol water nodig, want
de polymerisatie tot cellulose levert weer 1 mol water op.
Dus nodig 5/6 . n 1 kuub picea =
2.263
mol H₂O.
of wel
41
kg H₂O.
Voor de overdracht van dit grondwater aan de grondeigenaar betalen:
Sσ 1 mol H2O =
70
J/°K
standaard eigenschap
Dit vermenigvuldigen met het aantal benodigde molen.
Sσ water 1 kuub grenen =
158
kJ/°K
hetgeen de prijs is.
8.9
4
m² bosgrond
De bosgrond wordt niet overgedragen, maar blijft ongewijzigd achter.
8.10
1
zaadje van de Picea (spar)
Zonder menselijke bemoeienis valt er op zekere dag een zaadje van een Picea op de bosgrond van 8.9.
Het zaadje ontkiemt.
Het entropisch effect van deze gebeurtenis is nihil. De prijs van het zaadje is nul want het zaadje is
gratis.
8.11
13 + pm kg dieselolie
● velmachine
P = 109 PK =
80
kJ/s
E vm = P.Tw1 =
210.542
kJ /kuub grenen
μ =
0,35
Hf vm = E vm /μ =
601.549
kJ/kuub grenen
Hf 2,1 kg dieselolie =
100.000
kJ
uit KT 2
Neem 2,1 x Hf vm/Hf 2,1 kg =
12,63
kg dieselolie
Entropisch effect van het nemen van de dieselolie zit in KT 2, zie 8.12.
● vrachtwagen
Entropisch effect van het nemen van de dieselolie zit in VT 1, zie 8.13.
● vrachtschip
Entropisch effect van het nemen van de dieselolie zit in VT 2, zie 8.14.
8.12
361.350 kJ stroom
● zaagwerk
P=
22
kJ/s
E zw = P.Tw3 =
144.540
kJ /kuub grenen
μ =
0,40
Hf zw = E zw /μ =
361.350
kJ/kuub grenen
Met AMT 4 Fossielstroom:
AMT 4
1
kJ stroom
-1,E-03
-6,E-04
6,E-03
aangemaakt
AMT 8.12
361350 kJ stroom
-346,67
-227,2
2.071
genomen
Bereiding
8.13
1
kuub grenenhout laten groeien
Onder toevoeging van zonlicht, koolzuurgas uit de lucht en water uit de grond groeit uit het zaadje
een sparreboom. De boom bestaat uit hout.
●a inzameling
Er wordt voor de fotosynthese koolzuurgas ingezameld uit de lucht. Zie onder b.
Per mol C₆H₁₀O₅ is 6 mol CO₂ nodig.
Met de Begintover :
BT
AMT 8.13a
1
16.296
mol CO₂
lucht → cilinder
mol CO₂
lucht → cilinder
0,3
-0,4
-1,1
5.036
-6.067
-17.241
●b vorming
Het hout bestaat grotendeels uit cellulosepolymeren, gevormd uit glucosemoleculen
die worden aangemaakt door het bladgroen met het fotosynthese-proces.
Vorming glucose Sσ :
6 H₂O(l)
+
6 CO₂
→
C₆H₁₂O₆
+
6 O₂
6 . 285
6 . 213,74
212
6 . 205
ΔSσ 1 mol C6H12O6 =
-1.546
J/°K
Vormingswarmte Hf :
6 . -285
6 . -393
-1.273
6 . 249
ΔHf =
4.289
kJ/mol glucose
Voor 1 kuub grenen vermenigvuldigen met n 1 kuub picea
ΔHf vorming 1 kuub picea =
11.649.136
kJ
zit in zonlicht
Vorming cellulose Sσ :
n C₆H₁₂O₆
→
(C₆H₁₀O₅)n
+
n H₂O
n . 212
n.X
pm
Omdat de polymere cellulosemoleculen steeds andere lengte hebben kan de entropiestijging voor de
vorming van 1 mol cellulose alleen maar als gemiddelde worden geschat. Helder benaderde het
als volgt:
MC6H10O5 =
0,162
kg
M 1 kuub picea vochtigheid 12% =
500
kg
n 1 kuub picea = 0,88 . M 1 kuub / MC6H10O5 =
2.716
mol C₆H₁₀O₅
ΔSσ 1 kuub grenen = ΔSσ 1 mol C6H12O6 . n 1 kuub picea =
-4.199.012
J/°K
ofwel
-4.199
kJ/°K
●c spreiding
Er wordt door de fotosynthese zuurstofgas verspreid in de lucht.
Per mol C₆H₁₀O₅ wordt 6 mol O₂ verspreid.
Met de Eindtover, toverslagen 4 en 5 :
ET 4
,,
0,0E+00 m³ lucht
0,0
0,0
0,0
1
mol CO₂ vergoed
-0,2
0,0
0,0
ET 5
1
mol CO₂
0,0
0,4
0,0
cilinder → lucht
AMT 8.13c
16.296 mol O₂ vergoed
2.624
0
0
16.296
mol O₂ verspreid
0
6.611
0
Toelichting:
Vergoeden: De entropie van een mol O₂ vermenigvuldigd met het aantal te verspreiden molen.
Verspreiden: Het entropisch effect is onafhankelijk van de samenstelling van een enkel molucuul
te verspreiden gas. De waarde voor CO₂ is dezelfd als voor O₂.
8.14
1
kuub grenenhout vellen
D velmachine =
12,6
kg dieselolie/kuub grenen
Met KT 2 Dieselolie:
KT 2
1,0
kg dieselolie
verbranden
AMT 8.14
12,6
kg dieselolie
verbruiken
8.15
300
km met de vrachtwagen
De rijafstand naar Kalmar is 300 km.
-19,8
-40,0
171,4
-250
-505
2.166
Met VT 1 Vrachtwagen :
VT 1
1
vwtonkm
-2,9
-5,8
25,0
AMT 8.15
150
vwtonkm
-434
-876
3.756
8.16
1
kuub grenen bezagen
Het stroomverbruik van de zaagmachine heeft lokaal geen entropisch effect.
8.17
2.000
km met het vrachtschip
De vaarafstand naar Harlingen is 2000 km.
Met VT 2 Vrachtschip :
VT 2
1
vstonkm
-0,07
-0,14
0,60
AMT 8.17
1.000
vstonkm
-70
-141
602
8.18
pm
mensjaren arbeid
S mj arbeid per kJ = qi mensen . Eigentover Helder [kJ/°K].
Pm in afwachting van de Eigentover. Zie Districollischema. Dit is een merkwaardige lus
omdat 4.9 bij de Eigentover wordt geteld.
Klaar !
ond van 8.9.