Sie können die Menge der zugewiesenen Wärme auf einem Elektroherd anhand der Gesetze der Elektrizität und der Leistungsformel herausfinden. Das grundlegende physikalische Gesetz, auf dem die gesamte Wirkung des Elektroherds beruht, ist das Joule-Lenz-Gesetz. Er behauptet, dass die im Leiter freigesetzte Wärme proportional zum Widerstand des Leiters, dem Quadrat der Stromstärke und der Wirkungsdauer des Leiters ist.
In diesem Fall, wenn bekannt ist, dass der Widerstand der Spirale 60 Ohm beträgt und die Betriebszeit des Elektroherds 20 Minuten beträgt (in der Physik werden normalerweise Sekunden verwendet), können Sie die Menge der zugewiesenen Wärme mithilfe der Formel P = I ^ 2 * R finden, wobei P die Leistung ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand ist.
In unserem Fall können Sie das ohmsche Gesetz verwenden, um die Stromstärke zu finden: I = U / R, wobei U die Spannung am Leiter ist. Um dieses Problem zu lösen, müssen wir jedoch den Wert der Spannung kennen, die dem Elektroherd zugeführt wird. Wenn dieser Wert nicht bekannt ist, kann die zugewiesene Wärmemenge nicht berechnet werden.
Wie viel Wärme hat der Elektroherd freigesetzt?
Um die Menge der freigesetzten Wärme zu berechnen, müssen Sie die Betriebsdauer des Elektroherdes und seinen Widerstand kennen. In diesem Fall hat der Elektroherd 20 Minuten mit einem Spiralwiderstand von 60 Ohm gearbeitet.
Sie können die Formel verwenden, um die Menge der freigesetzten Wärme zu berechnen:
wobei Q die Wärme ist, die während des Betriebs freigesetzt wird, I die Stromstärke ist, R ist der Widerstand, t ist die Zeit.
Zuerst finden wir die Stromstärke mit dem ohmschen Gesetz:
wobei U die Spannung ist, die 220 V für einen Elektroherd entspricht.
Ersetzen wir die gefundenen Werte in die Formel:
Q = (220 / 60)^2 * 60 * 20
Die Wärme, die vom Elektroherd in 20 Minuten bei einem Spiralwiderstand von 60 ohm freigesetzt wird, beträgt XX J.
Spiralwiderstand und Arbeitszeit
Der Spiralwiderstand ist ein wichtiger Parameter, der den Stromverbrauch und die thermischen Eigenschaften von Elektroherden bestimmt. In diesem Zusammenhang beträgt der Widerstand der Spirale 60 Ohm.
Die Bestimmung der zugewiesenen Wärme beim Betrieb eines Elektroherds ist sehr praktisch und nützlich, da Sie den Energieverbrauch berechnen und den Stromverbrauch optimieren kann.
Stellen Sie sich vor, dass der Elektroherd 20 Minuten lang funktionierte. Wenn Sie den Widerstand der Spirale (60 Ohm) kennen, können Sie die Energie bestimmen, die als Wärme freigesetzt wird.
Sie können die Formel verwenden, um die freigesetzte Wärme zu berechnen:
Q = I²Rt
- Q - die Wärme, die in J freigesetzt wird;
- I - stromstärke in A;
- R - spiralwiderstand in Ohm;
- t - arbeitszeit in Sekunden.
In diesem Fall ist die Stromstärke unbekannt, aber sie kann durch das ohmsche Gesetz bestimmt werden:
I = U / R
Lassen Sie die Spannung 220 V betragen (der normale Wert für die Stromversorgung), dann:
I = 220 / 60 = 3.67 A
Jetzt, indem wir die bekannten Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = (3.67)2 * 60 * 20 = 8070 J
Somit wurde etwa 8070 J Wärme für 20 Minuten des Betriebs des Elektroherds mit einem Spiralwiderstand von 60 Ohm freigesetzt.
Wie berechnet man die freigesetzte Wärme?
Um die freigesetzte Wärme zu berechnen, müssen Sie die Betriebsdauer der elektrischen Fliese und den Widerstand der Spirale kennen. Wärme wird durch die Umwandlung elektrischer Energie in Wärmeenergie freigesetzt.
Formel zur Berechnung der freigesetzten Wärme:
- Q - freigesetzte Wärme (in Joule);
- I - die Stromstärke, die durch die Spirale fließt (in Ampere);
- R - Widerstand der Spirale (in Ohm);
- t - die Laufzeit der Kachel (in Sekunden).
Indem Sie die bekannten Werte in eine Formel einfügen und die Maßeinheiten konvertieren, können Sie die freigesetzte Wärme berechnen. In diesem Fall beträgt die Betriebszeit der Fliese 20 Minuten (oder 1200 Sekunden) und der Widerstand der Spirale beträgt 60 Ohm. Es bleibt nur übrig, diese Werte in die Formel einzufügen und eine Berechnung durchzuführen.
Beispiel für die Berechnung, wie viel Wärme freigesetzt wurde
Um die Menge der freigesetzten Wärme beim Betrieb eines Elektroherds zu berechnen, ist es notwendig, den Widerstandswert der Spirale sowie die Zeit ihres Betriebs zu kennen.
In diesem Fall ist bekannt, dass der Widerstand der Spirale 60 Ohm beträgt und die Betriebszeit des Elektroherds 20 Minuten betrug.
Um die Wärme zu berechnen, wird das Joule-Lenz-Gesetz verwendet, das besagt, dass die auf dem Leiter freigesetzte Wärme proportional zum Quadrat der durch den Leiter strömenden Stromstärke und ihrem Widerstand ist. Die Formel zur Berechnung der Wärme lautet wie folgt:
- Q ist die Menge der zugewiesenen Wärme
- I ist die Stromstärke, die durch den Leiter fließt (berechnet durch die Formel I = U / R, wobei U die Spannung ist)
- R - Widerstand des Leiters
- t - Zeit
Berechnen Sie zuerst die Stromstärke, indem Sie die bekannten Werte in die Formel einfügen:
I = 220 V / 60 ohm
Jetzt können wir die Menge der freigesetzten Wärme berechnen, indem wir die Werte in die Formel einfügen:
Q = (3.67A) ^ 2 * 60 ohm * 20 min
Q ≈ 8143.6 J (Joule)
Somit wurde beim Betrieb des Elektroherdes für 20 Minuten bei einem Spiralwiderstand von 60 Ohm ungefähr 8143.6 J Wärme freigesetzt.
