POMOCY NA JUTRO DAJE NAJ . Oblicz ile czasu trwałoby zagotowanie 2 litrów o wody o temperaturze początkowej 20C czajnikiem o mocy 2 kW przy założeniu stuprocentowej sprawności procesu - to znaczy, że cała energia elektryczna z czajnika zamieniana jest na ciepło, które pochłania woda.
Aby obliczyć, ile czasu trwałoby zagotowanie 2 litrów wody o temperaturze początkowej 20°C czajnikiem o mocy 2 kW, należy wykonać następujące kroki:
Znajdź różnicę pomiędzy temperaturą zagotowania wody a temperaturą początkową wody. W przypadku wody w temperaturze początkowej 20°C różnica ta wynosi 100°C (bo zagotowanie wody to 100°C).
Oblicz ilość ciepła, jakiej potrzeba, aby podnieść temperaturę 2 litrów wody o 100°C. Można to zrobić, wykorzystując wzór Q = mcΔT, gdzie Q to ilość ciepła (w jednostce energii), m to masa (w jednostce masy), c to ciepło właściwe (w jednostce energii na jednostkę masy i temperatury) i ΔT to różnica temperatur (w jednostce temperatury). W przypadku wody ciepło właściwe wynosi 4,18 J/g°C, więc ilość ciepła, jakiej potrzeba do podniesienia temperatury 2 litrów wody o 100°C, wynosi:
Q = (2 litry * 1000 g/litr) * (4,18 J/g°C) * (100°C) = 83600 J
Oblicz, ile czasu trwałoby zagotowanie 2 litrów wody, jeśli czajnik miałby 100% sprawność (to znaczy, że cała energia elektryczna z czajnika zamieniana byłaby na ciepło, które pochłaniałaby woda). Aby to zrobić, należy podzielić ilość ciepła, jakiej potrzeba do podniesienia temperatury wody, przez moc czajnika. W przypadku czajnika o mocy 2 kW ilość ciepła, jakiej potrzeba na zagotowanie 2 litrów wody wynosi 83600 J, więc czas zagotowania wody wynosi:
Czas = (83600 J) / (2 kW) = 41800 s = 11,6 minuty