Gara dei bollitori: l'energia è potenza per tempo

Un gioco educativo di simulazione. Un bollitore trasforma l'energia elettrica in calore, E = P·t, e scaldare l'acqua richiede E = m·c·ΔT. Prevedi un tempo di ebollizione, l'energia usata in 3 minuti, il tempo con il 10 % di perdite, la potenza che fa bollire mezzo litro in un minuto e un bollitore da 230 V collegato a 115 V.

Energia elettricaScaldare l'acqua

GARA DEI BOLLITORI

Bollire un litro

Pronto
Attiva JavaScript per accendere il bollitore. Le istruzioni e l'esempio svolto restano leggibili.
Energia che entraAcqua freddaAcqua caldaLa tua previsione
Energia elettricaE = P·t = m·c·ΔT

Tempo

0.00 s

t

Energia fornita

— kJ

E = P·t

Temperatura dell'acqua

— °C

T

Potenza

— W

P

Prevedi prima di avviare

Scrivi la tua previsione per preparare la prova. Avvia resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi energie, potenze e tempi di ebollizione.

Punteggio della missione—

Ogni risposta deve essere entro il 2 %: ognuna vale 100 punti. Indovinare alla prima prova aggiunge 50. Una prova conta appena inizia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come giocare a Gara dei bollitori

  1. Scegli una prova e leggi sulla scheda il bollitore e l'acqua.
  2. Trova il calore che serve all'acqua con m·c·ΔT, poi usa E = P·t per il tempo, l'energia o la potenza.
  3. Scrivi la tua previsione e premi Avvia. Il bollitore scalda l'acqua, accelerato, e nelle prove sul tempo gareggia con il tuo bollitore.
  4. Confronta il termometro, l'orologio e il grafico con la tua previsione arancione.

Energia elettrica

La potenza è il ritmo con cui si trasferisce energia, quindi l'energia usata da un apparecchio è la sua potenza per il tempo in cui funziona: E = P·t, in joule se P è in watt e t in secondi. Un bollitore trasforma quell'energia in calore. Scaldare l'acqua richiede E = m·c·ΔT, dove m è la massa, ΔT l'aumento di temperatura e c = 4180 J/(kg·°C) il calore specifico dell'acqua: un litro ha bisogno di 4180 J per ogni grado. Insieme, il tempo per bollire è t = m·c·ΔT ÷ P: un bollitore più potente è più veloce, e più acqua o una partenza più fredda richiedono più tempo. I bollitori veri perdono un po' di calore nell'aria e nel bollitore stesso, quindi solo una parte dell'energia, il rendimento, arriva all'acqua. Portato in un paese con metà tensione, la resistenza di un bollitore resta la stessa, quindi assorbe un quarto della sua potenza e ci mette quattro volte tanto.

Un modello di apprendimento mirato

L'acqua si scalda a ritmo costante fin dall'inizio e resta a 100 °C quando bolle; il bollitore stesso non assorbe calore, e non si perde calore a meno che non sia dato un rendimento. c = 4180 J/(kg·°C) e 1 L d'acqua è 1 kg. La resistenza del bollitore resta la stessa, quindi a 115 V assorbe (115 ÷ 230)² della sua potenza. Ogni prova è accelerata per durare circa 4 s; l'accelerazione è indicata nella scena. Le risposte entro il 2 % sono giuste.

Cambiando lingua mantieni prova, previsione, tentativi e svolgimento.