Wyznaczanie
mocy
bezprzewodowego
czajnika
elektrycznego
Cel:
Wyznaczanie mocy.
Materiały:
bezprzewodowy
czajnik elektryczny
stoper
woda
termometr
Rys.1 Materiały potrzebne do wykonania
doświadczenia wyznaczenie mocy bezprzewodowego
czajnika elektrycznego.
Czynności:
• Nalewamy znaną ilość wody do czajnika i mierzymy jej temperaturę.
Włączamy czajnik.
• Mierzymy czas gotowania się wody, aż do wrzenia.
• Do wyznaczenia mocy czajnika będziemy musieli wykonać parę obliczeń.
Ilość energii potrzebnej do ogrzania wody możemy wyliczyć ze
wzoru:
gdzie: m – masa wody (1l wody waży 1kg), 
- ciepło
właściwe (dla wody wynosi 
oraz 
- zmiana
temperatury (
, 
-
temperatura początkowa wody).
Praca jaką wykona czajnik jest równa:
gdzie: P – moc czajnika bezprzewodowego, t –
czas gotowania się wody.
Z zasady zachowania energii (przyjmując, że nie mamy strat
energetycznych): Q =W
mamy:
Szukaną wartością jest P, zatem przekształcamy
wzór:
I otrzymujemy:
Obliczamy
Znając już wszystkie wartości podstawiamy je do
wzoru i wyliczamy szukaną moc.
Wynik:
Do doświadczenia użyliśmy 1l wody = 1kg. Temperatura początkowa
wody wynosiła 20 °C . Zatem:
Czas gotowania wody do wrzenia wynosi t = 176,4s. Podstawiając do wzoru
otrzymujemy:
Moc czajnika na tabliczce
znamionowej mieści się w przedziale 1800W – 2200W. Obliczona przez nas
moc jest zgodna z tymi danymi.
Dlaczego?
Podczas przepływu prądu
elektrycznego, energia elektryczna jest zamieniona na energię
wewnętrzną. W czajniku elektrycznym do zamiany energii służy grzałka.
Dzięki niej wzrasta energia wewnętrzna wody. Zmianę ta jest
proporcjonalna do masy ciała i zmiany temperatury. Jeżeli będziemy
znali zmianę energii wewnętrznej, to możemy wyliczyć jaką moc ma
grzałka.
Inne
doświadczenia z działu prąd elektryczny i magnetyzm:
