ENERGIE POD POKLI╚KOU
╪φkß se, ₧e nejlevn∞jÜφ energie je ta, kterou v∙bec nespot°ebujeme. Proto hledßme mo₧nosti ·spor energie - zateplujφ se budovy,
mφsto ₧ßrovek se pou₧φvajφ ·spornΘ zß°ivky, konstruujφ se automobilovΘ motory s malou spot°ebou paliva. M∙₧eme uÜet°it energii i v naÜφ domßcnosti? JednoduchΘ
fyzikßlnφ m∞°enφ nßs p°esv∞dΦφ, ₧e rozhodn∞ ano. Zßkladnφ pot°eby:
- nßdoby r∙zn²ch pr∙m∞r∙ s poklicemi
- elektrick² va°iΦ
- ponorn² va°iΦ
- laboratornφ teplom∞r
- hodinky nebo stopky
Provedenφ pokusu: Elektrick²
va°iΦ odebere ze sφt∞ energii E = P.T, kde P je p°φkon va°iΦe ve wattech (tento ·daj najdeme na v²robnφm Ütφtku) a T je doba odb∞ru energie v
sekundßch. Touto energiφ se zah°φvß t∞leso va°iΦe, okolnφ vzduch, nßdoba a voda v nφ. U₧iteΦnß je pouze energie zah°φvajφcφ vodu a tu vypoΦφtßme ze vztahu Q
= m.c.(t2 - t1). V tΘto rovnici je m hmotnost vody, cje jejφ m∞rnß tepelnß kapacita, t1 je p∙vodnφ teplota vody a t2
je teplota vody po zah°ßtφ. ┌Φinnost p°em∞ny elektrickΘ energie na teplo zßvisφ na ztrßtßch a vypoΦφtßme ji ze vztahu N = Q/E. Kdy₧ tento ·daj vynßsobφme
stem, dostaneme ·Φinnost vyjßd°enou v procentech. Zapneme va°iΦ a nechßme jej dob°e
rozeh°ßt. Pak na plot²nku postavφme nßdobu s odm∞°en²m mno₧stvφm vody (nap°. 0,5 litru) a za mφrnΘho promφchßvßnφ poΦkßme, a₧ zaΦne jejφ teplota r∙st.
Jakmile teplota dosßhne urΦitΘ poΦßteΦnφ hodnoty t1, stiskneme stopky a odm∞°φme zvolenou dobu T (3 a₧ 6 minut). ZapφÜeme v²slednou teplotu
t2 do tabulky a ze zφskan²ch hodnot vypoΦφtßme ·Φinnost N. Pro m∞°enφ pou₧ijeme n∞kolik
nßdob o r∙znΘm pr∙m∞ru dna, m∞°it budeme s nßdobami bez poklice a s poklicφ a pro porovnßnφ uskuteΦnφme podobnß m∞°enφ takΘ s ponorn²m va°iΦem nebo varnou
konvicφ. Pozor: ponorn² va°iΦ m∙₧eme p°ipojit do zßsuvky pouze pono°en² ve vod∞! P°φklad v²sledk∙ m∞°enφ:
P°φkon plot²nkovΘho va°iΦe: 600 W Pr∙m∞r plot²nky va°iΦe: 14 cm
a) zah°φvßnφ bez poklice
T (s) | E (kJ) |
m (kg) | c (J/kg.K) |
t1 (░C) | t2 (░C) |
Q (kJ) | pr∙m.dna (cm) |
N (%) | 180 |
108 | 0,5 |
4186 | 30 |
65,5 | 73,3 |
11,5 | 67,8 |
180 | 108 |
0,5 | 4186 |
30 | 70,5 |
84,8 | 13,5 |
78,5 | 180 |
108 | 0,5 |
4186 | 30 |
68,5 | 80,6 |
17,5 | 74 |
b) zah°φvßnφ s poklicφ
T (s) | E (kJ) |
m (kg) | c (J/kg.K) |
t1 (░C) | t2 (░C) |
Q (kJ) | pr∙m.dna (cm) |
N (%) | 240 |
144 | 1 |
4186 | 25 |
49,5 | 102,6 |
11,5 | 71,2 |
240 | 144 |
1 | 4186 |
25 | 54 |
121,4 | 13,5 |
84,3 | 240 |
144 | 1 |
4186 | 25 |
52,5 | 115,1 |
17,5 | 74 |
c) ponorn² va°iΦ s p°φkonem 300 W
T (s) | E (kJ) |
m (kg) | c (J/kg.K) |
t1 (░C) | t2 (░C) |
Q (kJ) | N (%) |
360 | 108 |
1 | 4186 |
20 | 45 |
104,6 | 96,9 |
Z tabulek vidφme, ₧e ·Φinnost vyu₧itφ elektrickΘ energie p°i va°enφ dost podstatn∞
zßvisφ na vztahu mezi pr∙m∞rem plot²nky a pou₧itΘ nßdoby, ₧e m∙₧eme ·Φinnost snadno zv²Üit takΘ zakrytφm nßdoby poklicφ. Poslednφ tabulka ukazuje, ₧e
nejv²hodn∞jÜφ je va°it vodu ponorn²m va°iΦem. Modernφ a oblφbenΘ rychlovarnΘ konvice s topn²m t∞lesem p°φmo v nßdob∞ proto uva°φ vodu s minimßlnφmi
ztrßtami, rychle a ·sporn∞. |