Cómo probar la eficacia de un calentador de inmersión

May 21

Probar la eficacia de un calentador de inmersión para determinar su rentabilidad en comparación con otros dispositivos de calefacción. Los calentadores de inmersión consisten en una barra de metal de aproximadamente 10 pulgadas de largo conectado a una fuente de alimentación que se conecta a una toma de corriente. Al conectar el horno, la barra de metal se calienta y transfiere el calor de la energía, en joules, con el líquido en el que está sumergido (ver referencia 1). Dado que la transferencia de energía no es perfecto, el calentador de inmersión requiere más energía para operar que se puede transferir al líquido, en función de su eficiencia. Las eficiencias se expresan como porcentajes.

instrucciones

1 Determinar la masa de un vaso de agua en gramos. Por ejemplo, la masa podría ser 200,0 g. Llenar el vaso con agua. A continuación, determinar la masa total del agua y el vidrio juntos en gramos. Además, medir la temperatura del agua en grados Celsius. La masa combinada podría ser 450,0 g, y la temperatura inicial del agua podría ser 20,0 grados centígrados.

2 Restar la masa del vaso de la masa total para obtener la masa del agua utilizada en gramos. La ejecución de este paso conduce a 450,0 g 200,0 g menos, o 250,0 g.

3 Conecte un medidor de vatios en una toma, y ​​luego vuelva a encenderlo. Un medidor de vatios del consumo de energía de un dispositivo en vatios, o julios de energía utilizada por segundo (Ver referencia 2). Enchufe el calentador de inmersión en el medidor de vatios, encenderlo, y luego sumerja el calentador en el agua. Iniciar el cronómetro, y anote la lectura en el medidor de vatios. Supongamos, para este ejemplo, que la lectura es 400,0 vatios

4 Detener el cronómetro cuando el agua en el vaso llega a 40,0 grados centígrados. Supongamos, para este ejemplo, que el tiempo necesario fue de 15,0 minutos, o 900,0 segundos.

5 Restar la temperatura final del agua desde su temperatura inicial para obtener el cambio de temperatura del agua en grados Celsius. La ejecución de este paso se obtiene 40,0 grados centígrados menos 20,0 grados Celsius durante un cambio de temperatura de 20,0 grados centígrados. Convertir el cambio de temperatura Kelvin añadiendo 273,15 (ver referencia 1). Este cambio de temperatura es equivalente a 293,15 kelvin.

6 Multiplicar la masa de las veces en agua el calor específico del agua. veces el cambio de temperatura, para obtener la energía necesaria para calentar el agua en julios (ver referencia 3). El calor específico del agua, 4.186 julios por gramo por kelvin, es la energía en julios necesarios para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado kelvin (ver referencia 4). Continuando con el ejercicio, que tiene 250,0 gramos veces 4.186 julios por gramo por kelvin, tiempos de 293,15 grados Kelvin, o 306,781.5 julios.

7 Multiplicar el uso de vatios del calentador de inmersión en el momento en que se utilizó para llegar a la energía que se consume en julios. Ahora usted tiene 400,0 julios por segunda vez 900.0 segundos, o 360.000 julios.

8 Divida la energía necesaria para calentar el agua mediante la energía real consumida por el calentador de inmersión, y luego se multiplica por 100 para obtener su eficiencia en porcentaje. Completar el ejercicio, usted tiene 306,781.5 julios dividido por 360.000 julios, o 0,85. La eficiencia es por lo tanto 85 por ciento.

Consejos y advertencias

  • Utilice unidades métricas para las mediciones y cálculos, ya que se requieren para la ecuación científica utilizada.

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