زمان گرم کردن آب با گرم‌کن الکتریکی

راهنمایی کوتاه: برای حل این مسئله از رابطه بین انرژی گرمایی، توان و زمان استفاده می‌کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا انرژی گرمایی مورد نیاز برای افزایش دمای آب را محاسبه می‌کنیم:
  $Q=mc\Delta T$
  که در آن:
  m = جرم آب = 3 کیلوگرم = 3000 گرم
  c = گرمای ویژه آب = 1 کالری بر گرم درجه سانتی‌گراد
  ΔT = تغییر دما = 30 درجه سانتی‌گراد
  پس:
  $Q=3000\times 1\times 30=90000\text{کالری}$
• ۲) کالری را به ژول تبدیل می‌کنیم (هر کالری = 4.2 ژول):
  $Q=90000\times 4.2=378000\text{ژول}$
• ۳) از رابطه توان استفاده می‌کنیم:
  $P=\frac{Q}{t}$
  که در آن:
  P = توان گرم‌کن = 1260 وات
  Q = انرژی گرمایی = 378000 ژول
  t = زمان بر حسب ثانیه
  پس:
  $t=\frac{Q}{P}=\frac{378000}{1260}=300\text{ثانیه}$
• ۴) ثانیه را به دقیقه تبدیل می‌کنیم:
  $t=\frac{300}{60}=5\text{دقیقه}$

پاسخ نهایی: 5 دقیقه طول می‌کشد تا دمای 3 کیلوگرم آب با گرم‌کن 1260 واتی 30 درجه سانتی‌گراد افزایش یابد.

مثال مشابه: اگر گرم‌کنی با توان 2000 وات داشته باشیم و بخواهیم دمای 2 کیلوگرم آب را 25 درجه افزایش دهیم، ابتدا انرژی مورد نیاز را محاسبه می‌کنیم (Q = 2000×1×25 = 50000 کالری = 210000 ژول) سپس زمان برابر t = 210000/2000 = 105 ثانیه یا 1.75 دقیقه می‌شود.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی درباره تبدیل‌های انرژی در وسایل برقی مطالعه کنی یا مسائل مشابه با مواد مختلف (مثل روغن با گرمای ویژه متفاوت) حل کنی.

یادآوری ایمنی: هنگام کار با وسایل برقی گرم‌کننده همیشه احتیاط کن و از دست زدن به قسمت‌های داغ خودداری کن.