Vannkokerkappløp: energi er effekt ganger tid

Et lærerikt simuleringsspill. En vannkoker gjør elektrisk energi om til varme, E = P·t, og å varme vann krever E = m·c·ΔT. Forutsi en koketid, energien brukt på 3 minutter, tiden med 10 % tap, effekten som koker en halv liter på ett minutt og en vannkoker for 230 V på 115 V.

Elektrisk energiVarme vann

VANNKOKERKAPPLØP

Kok en liter

Klar
Slå på JavaScript for å skru på vannkokeren. Instruksjonene og det løste eksempelet kan fortsatt leses.
Energi som strømmer innKaldt vannVarmt vannForutsigelsen din
Elektrisk energiE = P·t = m·c·ΔT

Tid

0.00 s

t

Levert energi

— kJ

E = P·t

Vanntemperatur

— °C

T

Effekt

— W

P

Forutsi før du starter

Skriv inn spådommen din for å gjøre forsøket klart. Start er av til det finnes et svar.

Forutsi energier, effekter og koketider.

Oppdragspoeng—

Hvert svar må være innenfor 2 %: hvert gir 100 poeng. Riktig på første forsøk gir 50 ekstra. Et forsøk teller så snart det starter.

✓ Riktig svar① På første forsøk

Slik spiller du Vannkokerkappløp

  1. Velg et forsøk og les vannkokeren og vannet på kortet.
  2. Finn varmen vannet trenger med m·c·ΔT, og bruk E = P·t for tiden, energien eller effekten.
  3. Skriv inn spådommen din og trykk Start. Vannkokeren varmer vannet i høyere tempo og løper i tidsforsøkene mot vannkokeren din.
  4. Sammenlign termometeret, klokken og grafen med den oransje spådommen din.

Elektrisk energi

Effekt er hvor raskt energi overføres, så energien et apparat bruker er effekten ganger tiden det går: E = P·t, i joule når P er i watt og t i sekunder. En vannkoker gjør denne energien om til varme. Å varme vann krever E = m·c·ΔT, der m er massen, ΔT temperaturøkningen og c = 4180 J/(kg·°C) den spesifikke varmekapasiteten til vann: en liter trenger 4180 J for hver grad. Til sammen er koketiden t = m·c·ΔT ÷ P: en kraftigere vannkoker er raskere, og mer vann eller en kaldere start tar lengre tid. Ekte vannkokere taper litt varme til lufta og til selve vannkokeren, så bare en del av energien, virkningsgraden, når vannet. Tatt med til et land med halv spenning beholder elementet resistansen sin, så vannkokeren tar en firedel av effekten og bruker fire ganger så lang tid.

En avgrenset læringsmodell

Vannet varmes jevnt fra starten og blir værende på 100 °C når det koker; selve vannkokeren tar ingen varme, og ingen varme går tapt med mindre en virkningsgrad er oppgitt. c = 4180 J/(kg·°C) og 1 L vann er 1 kg. Elementet beholder resistansen sin, så på 115 V tar vannkokeren (115 ÷ 230)² av effekten sin. Hvert forsøk går fortere, så det varer omtrent 4 s; tempoet vises i scenen. Svar innenfor 2 % er riktige.

Når du bytter språk, beholdes forsøket, forutsigelsen, forsøkene og forløpet.