Testare l'efficienza di un riscaldatore ad immersione per determinare la sua efficacia di costo rispetto ad altri dispositivi di riscaldamento. Riscaldatori ad immersione è costituito da una barra di metallo di circa 10-pollice-lungo collegata ad un alimentatore che si inserisce in una presa a muro. Quando è collegato, la barra di metallo si riscalda e trasferimenti, in energia termica, in Joule, al liquido in cui è sommerso (Vedi riferimento 1). Poiché il trasferimento di energia non è perfetto, che il riscaldatore ad immersione richiede più energia per funzionare che può trasferire al liquido, basato sulla sua efficienza. Efficienze sono espressi come percentuali.
Istruzioni
• Determinare la massa di un bicchiere in grammi. Ad esempio, la massa potrebbe essere 200.0 g. riempire il bicchiere con acqua. Quindi determinare la massa totale dell'acqua e vetro insieme in grammi. Inoltre, misurare la temperatura dell'acqua in gradi Celsius. La massa combinata potrebbe essere 450,0 g, e la temperatura iniziale dell'acqua potrebbe essere 20,0 gradi Celsius.
• Sottrarre la massa del bicchiere dalla massa totale per ottenere la massa dell'acqua utilizzata in grammi. Eseguire questo passaggio conduce a 450,0 g meno 200,0 g, o 250,0 g.
• Un wattmetro collegare una presa e quindi accenderlo. Un wattmetro misura il consumo di energia di un dispositivo in watt o Joule di energia utilizzata al secondo (Vedi riferimento 2). Collegare il riscaldatore ad immersione il wattmetro, accenderlo e poi immergere il riscaldatore in acqua. Avviare il cronometro e annotare la lettura sul misuratore di watt. Assumere, per questo esempio, che la lettura è 400,0 watt
• Fermare il cronometro quando l'acqua in vetro bevente raggiunge 40,0 gradi Celsius. Si supponga, per esempio, che il tempo richiesto era 15,0 minuti o secondi 900,0.
• Sottrarre la temperatura finale dell'acqua dalla sua temperatura iniziale per ottenere il cambiamento di temperatura dell'acqua in gradi Celsius. Eseguire questo passaggio produce 40,0 gradi Celsius gradi Celsius 20,0 per un cambiamento di temperatura di 20,0 gradi Celsius. Convertire il cambiamento di temperatura in kelvin aggiungendo 273.15 (Vedi riferimento 1). Questo cambiamento di temperatura è equivalente a 293,15 kelvin.
• Moltiplicare la massa dei tempi dell'acqua il calore specifico dell'acqua. volte la temperatura cambia, per ottenere l'energia necessaria per riscaldare l'acqua in Joule (Vedi riferimento 3). Il calore specifico dell'acqua, 4,186 Joule per grammo per kelvin, è l'energia in Joule necessaria per innalzare la temperatura di un grammo di acqua un grado kelvin (Vedi riferimento 4). Continuare l'esercizio, avete 250,0 grammi volte 4,186 Joule per grammo per kelvin, volte 293,15 kelvin, o 306.781,5 Joule.
• Moltiplicare l'utilizzo di watt del riscaldatore ad immersione per il tempo che è stato usato per arrivare all'energia che è consumata in Joule. Ora avete 400,0 Joule per secondo volte 900,0 secondi, o 360.000 joule.
• Dividere l'energia necessaria per riscaldare l'acqua dall'effettiva energia consumata dal riscaldatore ad immersione e poi moltiplicare per 100 per ottenere la sua efficienza come una percentuale. Completato l'esercizio, hai 306.781,5 Joule divisi per 360.000 Joule o 0,85. L'efficienza è pertanto l'85 per cento.
Consigli & Avvertenze
- Utilizzare unità di misura metriche per misurazioni e calcoli, poiché sono necessari per l'equazione scientifica utilizzata.