Wyznaczanie mocy bezprzewodowego czajnika elektrycznego

 

Cel:                      Wyznaczanie mocy.

 

Materiały:           bezprzewodowy czajnik elektryczny

stoper

woda

termometr 

 

                        

Rysunek 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), cw - ciepło właściwe (dla wody wynosi ) oraz ΔT - zmiana temperatury.

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):

Stąd:

Szukaną wartością jest P, zatem przekształcamy wzór:

   

I otrzymujemy:

Obliczamy ΔT = . Znając już wszystkie wartości podstawiamy je do wzoru i wyliczamy szukaną moc.

 

 

Wynik:        

     

Do doświadczenia użyłam 1l wody = 1kg. Temperatura początkowa wody wynosiła 20°C. Zatem ΔT = 80°C. Czas gotowania wody do wrzenia wynosi t = 176,4s.

Podstawiając do wzoru otrzymujemy:

kW

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.

 

Powrót   Następne

---

Fizyka dla każdego

KS16