Elkedelkapløb: energi er effekt gange tid

Et lærerigt simuleringsspil. En elkedel omdanner elektrisk energi til varme, E = P·t, og at varme vand kræver E = m·c·ΔT. Forudsig en kogetid, energien brugt på 3 minutter, tiden med 10 % tab, effekten der koger en halv liter på et minut og en elkedel til 230 V på 115 V.

Elektrisk energiOpvarmning af vand

ELKEDELKAPLØB

Kog en liter

Klar
Slå JavaScript til for at tænde elkedlen. Instruktionerne og det løste eksempel kan stadig læses.
Energi, der strømmer indKoldt vandVarmt vandDin forudsigelse
Elektrisk energiE = P·t = m·c·ΔT

Tid

0.00 s

t

Leveret energi

— kJ

E = P·t

Vandtemperatur

— °C

T

Effekt

— W

P

Forudsig, før du starter

Skriv din forudsigelse for at gøre forsøget klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig energier, effekter og kogetider.

Missionspoint—

Hvert svar skal være inden for 2 %: hvert giver 100 point. Rigtigt i første forsøg giver 50 ekstra. Et forsøg tæller, så snart det starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Elkedelkapløb

  1. Vælg et forsøg og læs elkedlen og vandet på kortet.
  2. Find den varme, vandet skal bruge, med m·c·ΔT, og brug E = P·t til tiden, energien eller effekten.
  3. Skriv din forudsigelse og tryk på Start. Elkedlen varmer vandet i højt tempo og løber i tidsforsøgene mod din elkedel.
  4. Sammenlign termometeret, uret og grafen med din orange forudsigelse.

Elektrisk energi

Effekt er, hvor hurtigt energi overføres, så den energi, et apparat bruger, er dets effekt gange den tid, det kører: E = P·t, i joule når P er i watt og t i sekunder. En elkedel omdanner denne energi til varme. At varme vand kræver E = m·c·ΔT, hvor m er massen, ΔT temperaturstigningen og c = 4180 J/(kg·°C) vands specifikke varmekapacitet: en liter skal bruge 4180 J for hver grad. Samlet er kogetiden t = m·c·ΔT ÷ P: en kraftigere elkedel er hurtigere, og mere vand eller en koldere start tager længere tid. Rigtige elkedler taber lidt varme til luften og til selve kedlen, så kun en del af energien, virkningsgraden, når vandet. Taget med til et land med halv spænding beholder varmelegemet sin resistans, så elkedlen tager en fjerdedel af sin effekt og bruger fire gange så lang tid.

En afgrænset læringsmodel

Vandet varmes jævnt op fra start og bliver ved 100 °C, når det koger; selve elkedlen optager ingen varme, og ingen varme går tabt, medmindre en virkningsgrad er givet. c = 4180 J/(kg·°C) og 1 L vand er 1 kg. Varmelegemet beholder sin resistans, så ved 115 V tager elkedlen (115 ÷ 230)² af sin effekt. Hvert forsøg er sat op i tempo, så det varer omkring 4 s; tempoet vises i scenen. Svar inden for 2 % er rigtige.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.