Πόση ηλεκτρική ενέργεια χρειάζεται για να βράσει 1 γαλόνι νερού;

Για να υπολογίσουμε την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για να βράσει 1 γαλόνι νερού, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ακόλουθο τύπο:

`` `

Ισχύς (σε watts) =ενέργεια (σε joules) / χρόνος (σε δευτερόλεπτα)

`` `

Η ενέργεια που απαιτείται για να βράσει 1 γαλόνι νερού μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ειδική θερμική ικανότητα του νερού και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της θερμοκρασίας δωματίου και του σημείου βρασμού του νερού.

- Ειδική θερμική ικανότητα νερού :4.18 Joules ανά γραμμάριο ανά βαθμό Κελσίου

- Διαφορά θερμοκρασίας :100 ° C - 25 ° C =75 ° C

Πρώτον, πρέπει να καθορίσουμε τη μάζα 1 γαλόνι νερού:

1 γαλόνι νερού ≈ 3,7854 λίτρα

1 λίτρο νερού ≈ 1000 γραμμάρια

Επομένως, το 1 γαλόνι νερού είναι περίπου 3,7854 kg ή 3785 γραμμάρια.

Τώρα, μπορούμε να υπολογίσουμε την ενέργεια που απαιτείται για να βράσει 1 γαλόνι νερού:

`` `

Ενέργεια =(μάζα) × (ειδική θερμική χωρητικότητα) × (διαφορά θερμοκρασίας)

`` `

Ενέργεια =(3785 γραμμάρια) × (4.18 joules/gram ° C) × (75 ° C)

Ενέργεια ≈ 1,195,595 joules

Στη συνέχεια, πρέπει να μετατρέψουμε την ενέργεια από joules σε watt-seconds:

1 joule =1 watt-second

Επομένως, 1.195.595 Joules ≈ 1.195.595 Watt-Seconds

Τέλος, μπορούμε να υπολογίσουμε την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται διαιρώντας την ενέργεια σε δευτερόλεπτα Watt από τον επιθυμητό χρόνο θέρμανσης. Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να βράσει το νερό σε 5 λεπτά, που είναι 300 δευτερόλεπτα:

`` `

Ισχύς =ενέργεια / ώρα

`` `

Ισχύς =1.195.595 watt-seconds / 300 δευτερόλεπτα

Ισχύς ≈ 3985 watts

Επομένως, χρειάζονται περίπου 3985 watt της ηλεκτρικής ενέργειας για να βράσει 1 γαλόνι νερού μέσα σε 5 λεπτά.