Ile energii potrzebujemy, żeby podgrzać 100 litrów wody? To zależy od kilku czynników.
Wyobraź sobie dużą beczkę. Tak, taką, jak w kreskówkach! Ta beczka ma pojemność 100 litrów.
Chcemy, aby woda w niej była ciepła, przyjemna do kąpieli, a nie lodowata.
Temperatura początkowa i końcowa
Najpierw musimy wiedzieć, jaka jest początkowa temperatura wody.
Czy woda jest prosto z kranu, gdzie ma powiedzmy 10 stopni Celsjusza? A może jest już trochę cieplejsza, np. 20 stopni?
Następnie, jaką temperaturę końcową chcemy osiągnąć?
Czy ma to być letnia woda do podlewania kwiatków (np. 30 stopni)? Czy gorąca woda do kąpieli (np. 40 stopni)?
Im większa różnica temperatur, tym więcej energii potrzeba.
Wyobraź sobie, że musisz przesunąć ciężką skrzynię. Im dalej musisz ją przesunąć, tym więcej wysiłku to wymaga.
Podgrzewanie wody działa podobnie – im większa różnica temperatur, tym więcej energii trzeba "dostarczyć".
Wzór na obliczenie potrzebnej energii
Użyjemy prostego wzoru. Nie bój się, to nie jest straszne!
Potrzebna energia = masa wody x ciepło właściwe wody x zmiana temperatury.
Masa wody to w naszym przypadku 100 litrów. Litr wody waży mniej więcej kilogram, więc mamy 100 kg.
Ciepło właściwe wody to stała wartość. Mówi nam, ile energii trzeba dostarczyć, żeby podgrzać 1 kg wody o 1 stopień Celsjusza. Dla wody to około 4200 dżuli na kilogram na stopień Celsjusza (J/kg°C).
Zmiana temperatury to różnica między temperaturą końcową a początkową. Na przykład, jeśli zaczynamy od 10 stopni, a chcemy 40 stopni, to zmiana temperatury wynosi 30 stopni.
Wzór w praktyce: Energia = 100 kg x 4200 J/kg°C x 30°C = 12,600,000 dżuli.
Dużo zer, prawda? Możemy to uprościć, zamieniając dżule na kilodżule (kJ). 1 kilodżul to 1000 dżuli.
Więc 12,600,000 dżuli to 12,600 kilodżuli.
Przeliczanie na kilowatogodziny (kWh)
Kilodżule to jednostka energii. Częściej spotykamy się z kilowatogodzinami (kWh), szczególnie na rachunkach za prąd.
1 kWh to 3,600,000 dżuli, czyli 3600 kilodżuli.
Żeby przeliczyć kilodżule na kWh, dzielimy liczbę kilodżuli przez 3600.
W naszym przykładzie: 12,600 kJ / 3600 kJ/kWh = około 3.5 kWh.
Podgrzanie 100 litrów wody z 10 do 40 stopni Celsjusza wymaga około 3.5 kWh energii.
Moc grzałki i czas nagrzewania
Teraz powiedzmy, że mamy grzałkę o mocy 2 kW (kilowatów).
Moc grzałki mówi nam, jak szybko dostarcza ona energię. Im większa moc, tym szybciej nagrzejemy wodę.
Aby obliczyć czas nagrzewania, dzielimy potrzebną energię (w kWh) przez moc grzałki (w kW).
Czas nagrzewania = 3.5 kWh / 2 kW = 1.75 godziny.
Czyli, grzałka o mocy 2 kW nagrzeje 100 litrów wody z 10 do 40 stopni Celsjusza w około 1.75 godziny, czyli 1 godzinę i 45 minut.
Realne straty ciepła
Pamiętajmy, że w rzeczywistości część ciepła ucieka do otoczenia. Beczka nie jest idealnie izolowana.
Dlatego, w praktyce, czas nagrzewania może być nieco dłuższy, a zużycie energii minimalnie większe.
Wyobraź sobie, że masz dziurawy worek z pieniędzmi. Próbujesz go napełnić, ale część pieniędzy wypada. Podobnie jest z ciepłem – próbujesz podgrzać wodę, ale część ciepła ucieka.
Izolacja ma znaczenie!
Dobra izolacja zbiornika z wodą pomaga zmniejszyć straty ciepła.
Dzięki izolacji, woda dłużej utrzymuje temperaturę, a my zużywamy mniej energii na jej podgrzewanie.
To jak założenie ciepłej kurtki w zimie. Kurtka izoluje nas od zimna i pomaga utrzymać ciepło ciała.
Podsumowanie
Podgrzanie 100 litrów wody wymaga energii. Ilość tej energii zależy od różnicy temperatur.
Użyliśmy wzoru, żeby obliczyć potrzebną energię. Przeliczyliśmy dżule na kilowatogodziny.
Obliczyliśmy czas nagrzewania wody, znając moc grzałki.
Pamiętaj o stratach ciepła i o tym, jak ważna jest izolacja.
Teraz już wiesz więcej o tym, ile kosztuje podgrzanie wody!
