1. Calcolo energetico
* Capacità termica specifica dell'acqua: La capacità termica specifica dell'acqua è di 4,184 J/(G ° C). Ciò significa che ci vogliono 4.184 joule di energia per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 grado Celsius.
* Cambiamento della temperatura: Il cambiamento di temperatura è di 100 ° C (punto di ebollizione) - 20 ° C (temperatura ambiente) =80 ° C.
* Massa: Hai 1,0 kg di acqua, che è pari a 1000 grammi.
Formula:
Energia (Q) =massa (m) × Capacità termica specifica (C) × Cambiamento della temperatura (ΔT)
Calcolo:
Q =1000 g × 4.184 J/(G ° C) × 80 ° C
Q =334.720 joules
Convertindo in kilojoule:
334.720 joule ÷ 1000 =334,72 kJ
Pertanto, sono necessari 334,72 kJ di energia per riscaldare 1,0 kg di acqua da 20 ° C al suo punto di ebollizione.
2. Calcolo dei costi
Per calcolare il costo, abbiamo bisogno di quanto segue:
* Costo dell'energia elettrica: Questo varia a seconda della posizione e del fornitore di energia. Supponiamo un costo di $ 0,15 per chilowattora (KWH).
* Conversione: 1 chilowattora (kWh) =3.600.000 joules
Calcolo:
1. Converti l'energia in kWh: 334,72 kJ ÷ 3.600.000 J/kWh =0,000093 kWh
2. Calcola il costo: 0,000093 kWh × $ 0,15/kWh =$ 0,000014
Pertanto, ad un tasso di $ 0,15 per kWh, costerebbe circa $ 0,000014 (meno di un cento) per riscaldare 1,0 kg di acqua da 20 ° C al suo punto di ebollizione usando l'elettricità.
Note importanti:
* Perdita di energia: Il calcolo non assume alcuna perdita di energia. In realtà, un po 'di calore andrà perso per l'ambiente circostante, il che significa che avrai bisogno di un po' più di energia per raggiungere il punto di ebollizione.
* Potenza e tempo: Il calcolo dei costi si basa sull'energia totale richiesta. Il costo effettivo dipenderà dalla potenza dell'elemento di riscaldamento e dal tempo impiegato per riscaldare l'acqua.
* Efficienza: Diversi metodi di riscaldamento hanno efficienze diverse. Il riscaldamento elettrico è in genere abbastanza efficiente, ma altri metodi (come il gas) possono richiedere più energia.
