Question

Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 45 litros de agua, que funciona con una corriente de 10 A para 120 V. El calentador puede calentar el agua desde 15°C a 50°C en 30 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 4 personas y usan aproximadamente 135 litros de agua caliente para bañarse diariamente, con un costo de $10 por kilowatt-hora.

Answer 1

i) Datos del calentador
- Capacidad: 45 L
- Potencia: W = 10 A x 120 V = 1200 Watts = 1.2 KW
- Tiempo para calentar agua desde 15°C a 50°C : 30 min

ii) 4 personas utilizarán:4 x 135L = 540 L 
Entonces el número de veces que se utilizará el calentador es:

                                              540 / 45 = 12 veces

iii) Supongamos que una persona necesita 36°C para calentar el agua
Planteemos:
si una variación de 50 - 30 = 35°C se realiza en 30 min, entonces una variación de temperatura 36 - 15 = 21°C en cuánto tiempo se realizará

              $t = \dfrac{30\times 21}{35}=18\text{ min}$

y como se usará 12 veces, entonces requerimos de 12 x 18 = 216 min paraa toda la familia.

iv) Gasto de energía: 1.2 KW x 216 min =1.2 KW x 3.6 h = 4.32 KW-h

v) Costo: 4.32 x 10 = $43.2

5. Tu calentador de agua se averió ya que su resistencia se rompió. ¿De qué valor debe comprarse la nueva resistencia para que funcione con la capacidad que tiene?

R = 120 V / 10 A = 12 ohms

6) la ley de Joule. Ya que al pasar una corriente eléctrica por un conductor, esta es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente.