A1) Enheden Watt [W] er jo Joule/sekund [J/s]
Altså er kaffemaskinens effekt P=2000 W = 2000 [J/s]
Den nødvendige energi til opvarmningen pr. liter er E=400.000 [J/l]
Opvarmningstiden T = E/P = 400.000[J/l] / 2000 [J/s] = 200 [s/l]
Da der her er tale om 10 liter, vil opvarmningstiden T10=10 [l]·T[s/l] =2000s
A2)
T10 for en ny kaffemaskine er 20 minutter = 20 [min] · 60 [s/min] = 1200s
Forholdet mellem opvarmingstiden og varmelegemeeffekten er ligefrem proportionale.
Vi kalder nu den gamle kaffemaskines effekt P1 og den nyes P2.
Den gamle opvarmningstid T1 og den nye T2
Så kan vi opstille følgende brøk: P1·T1 = P2·T2
Vi isolerer P2 (det er jo den vi skal finde) : P2 = (P1·T1)/T2 = (2000[W] · 2000[s])/1200[s] = 3333,33W
B)
Arealet A=2,5m²
Modtaget effekt pr. arealenhed P1=800W/m²
Modtaget effekt for hele solfangeren P = P1 · A = 800 [w/m²]·2,5[m²] = 2000W - igen husker vi, at effekt er energi pr. tidsenhed, Joule/sekund [J/s]!
Tiden T = 3 [timer] = 3 [timer] · 3600 [s/time] = 10800[s]
Den modtagne energi E = P·T = 2000 [J/s] · 10800[s] = 21.600.000[J] = 21600 [kJ] (i kilo-Joule til sidst så tallet ikke ser astronomisk stort ud)
mvh berpox