26 maja 2017 (piątek), 22:42:42
Praca, moc, energia a na koniec dusza
Zastanawiam się dziś czy klientom DataCenter, którzy wstawiają tam swoje komputery i serwert sprzedaje się moc czy też energie? Przypuszczam, że jedno i drugie ale ponieważ to poważny problem, więc muszę to przemyśleć, uporządkować pojęcia, przypomnieć zależności.
Najlepiej zacząć od definicji tych pojęć a potem pójdę sobie w przemyślenia. Definicje:
- Praca to to co wykonano, przesunięto, przemieszczono, podgrzano. W fizyce praca to siła pomnożona przez przesunięcie, więc jednostka pracy, 1J (dżul) to będzie 1N (newton) razy 1m (metr). (1J = 1N * 1m)
- Moc to możliwość wykonania określonej pracy w czasie. Jednostką jest 1W (wat) rozumiany jako gotowość wykonania pracy 1J (dżul) w 1s (sekundę). A więc 1W to moc konieczna do przepchania czegoś z siłą 1N (newton) przez 1 metr w 1 sekundę. (1W = 1J/1s).
- W filozofii moc definiuję sobie jako zdolność do wykonania swoje woli. Wg mojego Fiki (Filozoficzna Wikipedia W34) - Moc to możliwość realizacji własnych decyzji, a w przypadku osób posiadających władzę przywilej egzekwowania wprowadzonego prawa. No i to się zgadza! Fajnie jak fizyka zgadza się z filozofią, bo wszystko to jednak jest nasze życie i lepiej aby było spójne.
- Warto jeszcze przypomnieć sobie, że moc z jaką pracuje prąd to płynący prąd przemnożony przez napięcie tegoż prądu mierzone na odbiorniku, w którym wykonywana jest praca tego prądu (ot, choćby taka grzałka). W układach elektrycznych moc 1W (wat) to prąd 1A (amper) płynący przez odbiornik (opornik), na którym występuje napięcie 1V (volt). Praktycznie jest tak, że przez żarówkę w kuchni oznaczoną jako 100W płynie około 0,125A a dzieje się tak dlatego, że napięcie na tej żarówce to napięcie sieci - coś koło 240V. Ciekawe, bo bezpieczniki w domu ma się 16A, albo 25A albo i 40A czyli żarówek można włączyć duuuużo!
- Wykonaną pracę można określić na dwa sposoby:
- jeżeli siłą 1N przesunę coś o 1 metr i nie jest to ważne jak długo to robię wykonam pracę 1J bo 1N * 1m = 1J.
- jeżeli całą swą mocą, załóżmy, że mocą 1W (wat) działałem przez 1 sekundę to 1W * 1s - czyli też wykonałem pracę 1J. Ale mogę to robić maszyną o większej mocy i wykonać to szybciej. Np. maszyna 2W pracująca w pół sekundy zrobi to samo bo 2W * 1/2 s = 1J.
- Energia to coś co umożliwia wykonanie określonej praca dlatego energia ma tą samą jednostkę co praca. Energia to jakby zmagazynowana praca, coś co na pracę mogę zamienić energię przemieniając, albo coś co do wykonania pracy zużyłem z czegoś pobierając.
- Do wykonywania pracy z energii, w szczególności przemieniania energii w inną energię z użyciem pracy służą maszyny.
- Energię do wykonanej pracy powinno się mierzyć w J (dżulach) ale z jakiegoś powodu mierzy się w tych kWh. Ostatnio to chyba nawet gaz do ogrzewania mierzy się nie w metrach sześciennych ale też w kWh czyli w jednostkach energii, którą otrzyma się ten gaz spalając. I robi się tak na życzenie Unii aby obywatele korzystający z (tfu!) Gazpromu mogli sobie porównać cenę energii z prądu z z ceną energii z gazu.
- W przypadku wykonywania pracy prądem zużytą energię mierzymy w Ws (watosekunda, 1Ws = 1W * 1s) ale wygodniej jest w kWh (kilowatogodzina). 1kWh oznacza, że pobieraliśmy moc 1kW przez 1 godzinę, czyli np. z sieci o napięciu 240V (volt) przepływał przez wpięty odbiornik prąd około 4A (ampery) przez całą godzinę.
- Żarówka 100W święcąc całą dobę zużyje nam 2,4kWh (za co zapłacimy około 1zł bo można przyjąć, że 1kWh kosztuje 40gr) a przez miesiąc 72kWh (około 30zł).
- W tych 40gr za kWh znaczącą opłatą jest opłata za przesłanie energii z elektrowni do naszego domu, sam prąd jest tańszy, na dziś pewnie coś koło 27gr za 1kWh.
- Odkurzacz? Nie lubię, ale mój ma 2500W (w Unii takie odkurzacze są już w sprzedaży zakazane) i jak odkurzam przez 30 minut to zużywam energii 1,25kWh. Czy prąd wykonuje przy tym jakąś pracę? Pewnie tak skoro potem wygląda czyściej ja będę musiał zapłacić 50 groszy. Ale komu i za co? Rachunki dostaję z Zakładu Energetycznego, obecnie Tauron, ale kiedyś to był GZE, potem a Vatenfall.
- A co mi dostarcza Zakład Energetyczny? Z nazwy wynika, że energie ale tak naprawdę to dostarcza mi dwie usługi:
- przydział mocy - czyli pewność, że gdy będę chciał wykonać jakaś prace z określoną mocą to ta moc w sieci będzie i bezpieczniki nie strzelą, a druty się nie przepalą. W domu umówiłem z Zakładem, że gotowi są mi dostarczyć 40kW. Umówiłem się i płacę za tą gotowość niezależnie co ile energii zużywam. Na szczęście opłata za tą gotowość (moc) to niewielki składni opłaty stałej
- zużytą energię - czyli coś co wykonało u mnie pracę (pranie, odkurzanie, oświetlanie lub granie) i za co chcę zapłacić, bo skorzystałem, może też już będzie czysto.
- formalnie płacę jeszcze za przesył energii, bo jakoś tak dziwnie jest, że tą energię to mimo iż odbieram na swoich bezpiecznikach ("punkt styku sieci i granica odpowiedzialności stron”) to kupuję gdzieś daleko, może nawet w elektrowni.
- A człowiek to jest istotą troistą. Przekonany jestem, że składa się z ciała, duszy i ducha, w odróżnieniu od kota, który ducha nie ma, i od roślinki, która ma tylko żywe ciało. Duchem poznajemy Boga, albo tylko za Bogiem tęsknimy mając pragnienie szukania Go. W duchu, choćby nawet był mocno pokiereszowany grzechem jest sumienie - organ do odróżniania dobra i zła. W duszy mamy rozum, instynkty, mieszczą się tam emocje, znaczna część osobowości - ale świadomość istnienia to raczej już domena ducha, który gdy przychodzi się do Boga może umieścić w naszym duchu swojego Świętego Ducha. Ot, moja antropologia - taka bazująca na Piśmie Świętym dygresja teologiczna o człowieku.
- Ciekawostka - prąd może być dostarczany dwoma drutami (jedna faza) albo trzema (trzyfazowy). Mam 3 bezpieczniki 60A wiec przydział mocy na mój dom to 3 fazy * 240V * 60A coś około 43kW. O problemie cosinusa fi nie będę tu pisał bo mi się nie chce.
- Pomiar realizuje się całkując (sumując) licznikiem w czasie iloraz płynącego prądu i napięcia w sieci, a więc sumuje się wykonaną pracę i skaluje w kWh.
- Wszystko co napisałem powyżej było wykładane w VII albo VIII klasie szkoły podstawowej i powtarzane na fizyce w liceum.
No i tyle tych przemyśleń. Co warto zapamiętać:
- Energia jest w kWh (kilowatogodzina)
- 1kWh kosztuje około 40gr (dane na 2017, ale szykują się znaczne podwyżki)
- Żarówka 100W święcąca całą dobę to 24 godziny * 0,1 kW = 2,4kWh więc koszt około 1zł, a miesięcznie 30zł
- Włączony serwer też może mieć moc 100W (może więcej, może miej ale taki PeCet ma tyle)
- Człowiek jest troisty - ma ciało, duszę i ducha. Koncepcja, że tylko ciało i duszę jest koncepcją grecką, sprzeczną z Biblią.
- Jak się ma w domu bezpieczniki 16A to można zużywać maks 16A*240V = 3,8kW - to za mało na porządną pralkę, która może mieć i 10kW grzałkę. Bezpiecznik 25A zabezpiecza obwód, z którego można pobierać 6kW.