Question

Zwykla zarowka zamienia ok 5 % energii elektrycznej na swiatlo, pozostala czesc jest emitowana w postaci ciepla. zarowke o mocy znamionowej 100 W wlaczono do napiecia 230 V na 10 h. Jaka mase wody mozna ogrzac od temp 20 do 30 ` C . cieplo wlasciwe to 4200 J / kg * K

Answer 1

Jeśli moc = 100W oznacza to że podczas każdej sekundy żarówka wytwarza 100J energii 5% to światło a pozostałe 95% to ciepło. 10h to 36000 sekund

Wzór na Energię to E=η*P*t gdzie η to sprawność (w tym przypadku 95%) P to moc (100W) a t to czas (36000 s)
E=95%*100W*36000s = 3420000 J

Energię potrzebną do ogrzania ciała wyrażamy wzorem

C=ΔT*Cw*m gdzie ΔT to różnica temperatur (30 - 20 = 10'C) Cw to ciepło właściwe (4200 J/kg*K lub 4200 J/kg*C bo 'K='C) a m to masa

Ciepło wytworzone przez żarówke równa się ciepłu dostarczonymu wodzie czyli C=E

teraz możemy już obliczyć ile wody można podgrzać

C=ΔT*Cw*m m=C/(ΔT*Cw) m=3420000 J /( 10'C * 4200 J/kg*C)
m= 3420000 J / 42000 J/kg ≈ 81kg