Como jogar Corrida das chaleiras
- Escolha um teste e leia no cartão a chaleira e a água.
- Ache o calor que a água precisa com m·c·ΔT e use E = P·t para o tempo, a energia ou a potência.
- Digite sua previsão e aperte Iniciar. A chaleira aquece a água, acelerada, e nos testes de tempo corre contra a sua chaleira.
- Compare o termômetro, o relógio e o gráfico com sua previsão laranja.
Energia elétrica
Potência é o ritmo em que a energia é transferida, então a energia que um aparelho usa é a sua potência vezes o tempo que ele funciona: E = P·t, em joules quando P está em watts e t em segundos. Uma chaleira transforma essa energia em calor. Aquecer água exige E = m·c·ΔT, em que m é a massa, ΔT a subida de temperatura e c = 4180 J/(kg·°C) o calor específico da água: um litro precisa de 4180 J para cada grau. Juntando tudo, o tempo para ferver é t = m·c·ΔT ÷ P: uma chaleira mais potente é mais rápida, e mais água ou um começo mais frio demoram mais. Chaleiras reais perdem um pouco de calor para o ar e para a própria chaleira, então só uma parte da energia, o rendimento, chega à água. Levada para um país com metade da tensão, a resistência de uma chaleira continua a mesma, então ela puxa um quarto da sua potência e demora quatro vezes mais.
Um modelo de aprendizagem focado
A água esquenta num ritmo constante desde o início e fica em 100 °C quando ferve; a própria chaleira não absorve calor, e nenhum calor se perde, a não ser que se dê um rendimento. c = 4180 J/(kg·°C) e 1 L de água é 1 kg. A resistência da chaleira continua a mesma, então em 115 V ela puxa (115 ÷ 230)² da sua potência. Cada teste é acelerado para durar cerca de 4 s; a aceleração aparece na cena. Respostas dentro de 2 % estão certas.