Hvor meget energi er nødvendig for at opvarme 1,0 kg vand fra stuetemperatur (20 og deg c) dets kogepunkt (antager intet tab.) (B) Hvis der blev anvendt elektrisk, hvordan ville det koste ved?

1. Energikberegning

* Specifik varmekapacitet af vand: Den specifikke varmekapacitet af vand er 4.184 J/(g ° C). Dette betyder, at det tager 4.184 Joules of Energy at hæve temperaturen på 1 gram vand med 1 graders Celsius.

* Temperaturændring: Temperaturændringen er 100 ° C (kogepunkt) - 20 ° C (stuetemperatur) =80 ° C.

* Masse: Du har 1,0 kg vand, hvilket er lig med 1000 gram.

Formel:

Energi (q) =masse (m) × Specifik varmekapacitet (c) × temperaturændring (ΔT)

Beregning:

Q =1000 g × 4,184 J/(g ° C) × 80 ° C

Q =334.720 joules

konvertering til kilojoules:

334.720 Joules ÷ 1000 =334,72 kJ

Derfor er 334,72 kJ energi nødvendigt for at opvarme 1,0 kg vand fra 20 ° C til dets kogepunkt.

2. Omkostningsberegning

For at beregne omkostningerne har vi brug for følgende:

* Elektriske energiomkostninger: Dette varierer afhængigt af din placering og energileverandør. Lad os antage en omkostning på $ 0,15 pr. Kilowatt-time (kWh).

* konvertering: 1 kilowatt-time (kWh) =3.600.000 joules

Beregning:

1. Konverter energi til kWh: 334,72 kJ ÷ 3.600.000 j/kWh =0,000093 kWh

2. Beregn omkostningerne: 0,000093 kWh × $ 0,15/kWh =$ 0,000014

Derfor, med en hastighed på $ 0,15 pr. KWh, ville det koste ca. $ 0,000014 (mindre end en cent) at varme 1,0 kg vand fra 20 ° C til dets kogepunkt ved hjælp af elektricitet.

Vigtige noter:

* Energitab: Beregningen antager intet energitab. I virkeligheden vil en vis varme gå tabt til omgivelserne, hvilket betyder, at du har brug for lidt mere energi for at nå kogepunktet.

* strøm og tid: Omkostningsberegningen er baseret på den krævede samlede energi. De faktiske omkostninger afhænger af kraften i varmeelementet og den tid det tager at varme vandet.

* Effektivitet: Forskellige opvarmningsmetoder har forskellige effektiviteter. Elektrisk opvarmning er typisk ret effektiv, men andre metoder (som gas) kan kræve mere energi.