Page 69 - 8_fizika.indd

67

5. Kidolgozott feladat

A merülőforraló meglehetősen jó hatásfokkal dolgozik, hiszen a fűtőbetétet tartalmazó fém-

része teljes egészében a felmelegítendő vízben van. Ha azonban főzőlapon melegítjük a vizet, különböző „veszteségek” jelentkeznek.

Számítsuk ki a melegítés hatásfokát, ha egy 1 kW-os elektromos főzőlapon 1 l 20 °C kezdeti hő-

mérsékletű víz 8 perc alatt melegszik fel 100 °C-ra!

a) Először azt fogjuk kiszámítani, menyivel nő a melegítés közben a víz belső energiája! Ehhez

a 7. osztályban már tanult képletet használhatjuk.

Adatok: m = 1 kg ΔT = 80 °C

c = 4,2

kJ kg · °C ΔE

b

= ?

b) A folyamat során végzett hasznos munka éppen annyi, amennyivel a víz belső ener-

giája megnövekedett (másképp ezt úgy is mondhatnánk, hogy ennyi hő szükséges a víz felmelegítéséhez). Kiszámíthatjuk tehát a hasznos teljesítményt.

Adatok: W

h

= ΔE

b

= 336 000 J t = 8 min = 480 s P

h

= ?

c) Amikor azt mondjuk, hogy egy főzőlap 1 kW-os, az azt jelenti, hogy ennyi az összes elekt-

romos teljesítmény. Így a hatásfok – a 7. osztályban tanult, általános meghatározás sze-rint – már kiszámítható.

Adatok: P

h

= 700 W P

ö

= 1 kW = 1000 W η = ?

6. Egy 24 V-os elektromos készülék áramkörében 2,5 A erősségű áram folyik. Mekkora hatásfok-

kal üzemel a készülék, ha hasznos teljesítménye 45 W?

Számítás: ΔE

b

= c · m · ΔT ΔE

b

= 4,2

kJ kg · °C

· 1 kg

· 80 °C ΔE

b

= 336 kJ = > ΔE

b

= 336 000 J

Számítás: P

h

=

W

h

t

= > P

h

=

336 000 J 480 s P

h

= 700 W

Számítás: η =

P

h

P

ö

= > η =

700 W 1000 W η = 0,7 = > η = 70%