Så spelar du Vattenkokartävlingen
- Välj ett försök och läs om vattenkokaren och vattnet på kortet.
- Ta reda på värmen vattnet behöver med m·c·ΔT och använd E = P·t för tiden, energin eller effekten.
- Skriv din förutsägelse och tryck på Starta. Vattenkokaren värmer vattnet i högre takt och tävlar i tidsförsöken mot din vattenkokare.
- Jämför termometern, klockan och grafen med din orange förutsägelse.
Elektrisk energi
Effekt är hur snabbt energi överförs, så energin en apparat använder är dess effekt gånger tiden den är på: E = P·t, i joule när P är i watt och t i sekunder. En vattenkokare omvandlar den energin till värme. Att värma vatten kräver E = m·c·ΔT, där m är massan, ΔT temperaturökningen och c = 4180 J/(kg·°C) vattnets specifika värmekapacitet: en liter behöver 4180 J för varje grad. Tillsammans blir koktiden t = m·c·ΔT ÷ P: en starkare vattenkokare är snabbare, och mer vatten eller en kallare start tar längre tid. Riktiga vattenkokare förlorar lite värme till luften och till själva kokaren, så bara en del av energin, verkningsgraden, når vattnet. Tagen till ett land med halva spänningen behåller elementet sin resistans, så vattenkokaren tar en fjärdedel av sin effekt och tar fyra gånger så lång tid.
En avgränsad inlärningsmodell
Vattnet värms jämnt från start och stannar på 100 °C när det kokar; själva vattenkokaren tar ingen värme, och ingen värme går förlorad om ingen verkningsgrad anges. c = 4180 J/(kg·°C) och 1 L vatten är 1 kg. Elementet behåller sin resistans, så på 115 V tar vattenkokaren (115 ÷ 230)² av sin effekt. Varje försök går snabbare så att det varar ungefär 4 s; takten visas i scenen. Svar inom 2 % är rätt.