Hogy kell kiszámolni, hogy 13,5kwatt teljesítményű gázzsámoly 60liter vizet mennyi idő alatt forral fel optimális körülmények között?

Szerintem ehhez tudni kéne a víz eredeti hőmérsékletét. Ha 100 celsiusfok,akkor a felvett hő a víz forráshője (Lf=2256,37kJ/kg) szorozva a víz tömegével. 60 liter az 60 köbdm, ami 0,06 köbméter. A víz sűrűsége 1000 kg/köbm, ami tömeg/térfogat. A víz tömege tehát sűrűségszer térfogat, itt 60 kg. A felvett hő 60*2256,37=135382,2 kJ

a teljesítmény: 13,5 kW= leadott energia kJ-ban/eltelt idő másodpercben. Ideális eset, tehát a felvett hő és a leadott egyenlő. Tehát t=135382,2/13,5=10028,31 sec = 2,79 h

A víz fajhője: c = 4200 J/kg°C

m = 60 kg

P = 13,5 kW = 13500 W

Q = P*t = 13500*t [J]

Q = m*c*ΔT = 60*4200*ΔT

P*t = m*c*ΔT

t = m*c*ΔT/P = 60*4200*ΔT/13500 = 18,666*ΔT [s]

Az idő „t“ másodpercben jön ki, a „ΔT“ a hőmérséklet különbség. Ha azt akarjuk kiszámítani, hogy mennyi idő alatt melegszik föl egy fokkal a víz, akkor ΔT = 1, vagyis:

t = 18,666*1 = 18,666 s

Ha feltételezzük, hogy a csapból most olyan 10 °C hőmérséklezű víz folyik, akkor:

ΔT = 90 °C

t = m*c*ΔT/P = 60*4200*90/13500 = 1680 s = 1680/60 = 28 perc

Ez csak elméleti számítás, ideális esetre vonatkozik és a víz 100 °C-ra való felmelegítésére (nem elforralására).

A hatásfok ismerete nélkül nehéz pontos számítást végezni. Esetleg próbálj meg felforralni kísérletképpen csak 10 liternyi vizet és közben lemérni az felforraláshoz szükséges időt, na meg a víz kezdő hőmérsékletét. Ennek az alapján már kiszámítható a hatásfok. A továbbiakban meg tételezzük fel, hogy ezt nem befolyásolja a felforralandó víz mennyisége.

Ha esetleg a számítások gondot okoznának, akkor tedd fel ide az eredményeket.

Ha a vizet el is akarod forralni, akkor az elforraláshoz szükséges további idő (veszteségek nélküli esetben):

A víz forráshője: Lf = 2256,37 kJ/kg = 2256370 J/kg

m = 60 kg

Q = P*t = 13500*t [J]

Q = m*Lf = 60*2256370 J

P*t = m*Lf

t = m*Lf/P

t = 60*2256370/13500 = 10028,31 s = 10028,31/60 perc ≈ 167 perc ≈ 2 óra 47 perc

Ez megegyezik az első válaszoló számításával.

Ebben az esetben a teljes idő 10 °C kezdő hőmérsékletű víz és 100%-os hatásfok mellett:

t = 1680 s + 10028,31 s = 11708,31 s = 11708,31/60 perc ≈ 195 perc ≈ 3 óra 15 perc