Carrera de hervidores: la energía es potencia por tiempo

Un juego educativo de simulación. Un hervidor convierte energía eléctrica en calor, E = P·t, y calentar agua requiere E = m·c·ΔT. Predice un tiempo de ebullición, la energía usada en 3 minutos, el tiempo perdiendo un 10 %, la potencia que hierve medio litro en un minuto y un hervidor de 230 V conectado a 115 V.

Energía eléctricaCalentar agua

CARRERA DE HERVIDORES

Hervir un litro

Listo
Activa JavaScript para encender el hervidor. Las instrucciones y el ejemplo resuelto siguen disponibles.
Energía que entraAgua fríaAgua calienteTu predicción
Energía eléctricaE = P·t = m·c·ΔT

Tiempo

0.00 s

t

Energía entregada

— kJ

E = P·t

Temperatura del agua

— °C

T

Potencia

— W

P

Predice antes de empezar

Escribe tu predicción para preparar el ensayo. Iniciar está desactivado hasta que haya una respuesta.

Predice energías, potencias y tiempos de ebullición.

Puntuación de la misión—

Cada respuesta debe estar dentro del 2 %: cada una vale 100 puntos. Acertar en el primer ensayo suma 50. Un ensayo cuenta en cuanto empieza.

✓ Respuesta correcta① A la primera

Cómo jugar a Carrera de hervidores

  1. Elige un ensayo y lee en la tarjeta el hervidor y el agua.
  2. Halla el calor que necesita el agua con m·c·ΔT y usa E = P·t para el tiempo, la energía o la potencia.
  3. Escribe tu predicción y pulsa Iniciar. El hervidor calienta el agua, acelerado, y en los ensayos de tiempo compite con tu hervidor.
  4. Compara el termómetro, el reloj y la gráfica con tu predicción naranja.

Energía eléctrica

La potencia es el ritmo al que se transfiere la energía, así que la energía que usa un aparato es su potencia por el tiempo que funciona: E = P·t, en julios si P está en vatios y t en segundos. Un hervidor convierte esa energía en calor. Calentar agua requiere E = m·c·ΔT, donde m es la masa, ΔT la subida de temperatura y c = 4180 J/(kg·°C) la capacidad calorífica específica del agua, así que un litro necesita 4180 J por cada grado. Juntándolo, el tiempo para hervir es t = m·c·ΔT ÷ P: un hervidor más potente es más rápido, y más agua o un comienzo más frío tardan más. Los hervidores reales pierden algo de calor hacia el aire y el propio hervidor, así que solo una parte de la energía, el rendimiento, llega al agua. Llevado a un país con la mitad de tensión, el elemento de un hervidor conserva su resistencia, así que toma la cuarta parte de su potencia y tarda cuatro veces más.

Un modelo de aprendizaje acotado

El agua se calienta a ritmo constante desde el inicio y se queda a 100 °C cuando hierve; el hervidor no absorbe calor y no se pierde calor salvo que se indique un rendimiento. c = 4180 J/(kg·°C) y 1 L de agua es 1 kg. El elemento del hervidor conserva su resistencia, así que a 115 V toma (115 ÷ 230)² de su potencia. Cada ensayo va acelerado para que dure unos 4 s; la aceleración aparece en la escena. Las respuestas dentro del 2 % son correctas.

Al cambiar de idioma se conservan tu prueba, tu predicción, tus intentos y la prueba en curso.