Cómo jugar a Carrera de hervidores
- Elige un ensayo y lee en la tarjeta el hervidor y el agua.
- Halla el calor que necesita el agua con m·c·ΔT y usa E = P·t para el tiempo, la energía o la potencia.
- Escribe tu predicción y pulsa Iniciar. El hervidor calienta el agua, acelerado, y en los ensayos de tiempo compite con tu hervidor.
- 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.