Opvarmning af vand

Luk afspiller Introduktion til forsøget Klargør regneark Opstilling af forsøg Udførelse af forsøg 1 Udførelse af forsøg 2 Udførelse af forsøg 3 Efterbehandling af data

FORMÅL

Forsøget går ud på at finde den mest energiøkonomiske måde at opvarme vand på. De undersøgte apparater er en elkedel, en elkogeplade og en mikrobølgeovn. Det er også et formål at lære at udføre simple beregninger i et regneark.

OPSTILLING AF FORSØG

Forsøget består af tre dele: 1) Opvarmning af vand i en elkedel, 2) opvarmning af vand i en gryde med låg på en elkogeplade samt 3) opvarmning af vand i et bægerglas anbragt i en mikrobølgeovn.

Til at måle mængden af leveret elektrisk energi bruges en almindelig elmåler med roterende skive, ganske som de kendes hjemme fra boligen.

Til at måle energien, som vandet faktisk optager bruges et termometer til bestemmelse af vandets temperaturtilvækst. I alle forsøg bruges en halv liter (koldt) vand fra hanen.

UDFØRELSE AF FORSØG

Elkedelen tilsluttes elmåleren, som igen er tilsluttet lysnettet. Med et måleglas tappes en halv liter vand fra hanen. vandet hældes i kedelen og vandets starttemperatur aflæses. Umiddelbart efter - og på samme tid - tændes for både stopur og elkontakt. Mens opvarmningen foregår tælles antallet af omdrejninger som elmålerens skive foretager. Efter et halvt minut stoppes opvarmningen og efter omrøring måles vandets sluttemperatur. 

I anden del af forsøget tilsluttes en elkogeplade til elmåleren, som stadig er koblet til lysnettet. I gryden hældes igen en nøjagtigt afmålt halv liter vand fra hanen. Vandets starttemperatur aflæses. Igen startes stopuret simultant med at man tænder for kogepladen. Under opvarmningen tælles antallet af omløb, som elmålerskiven foretager. Efter 5 minutter slukkes apparatet. Man rører rundt i gryden med termometeret og aflæser temperaturen, når den er størst.

Det tredje forsøg kører efter samme opskrift. Ovnen tilsluttes elmåleren, som stadig er tilsluttet lysnettet. I et bægerglas hældes nøjagtig en halv liter vand, hvis starttemperatur aflæses. Stopur og apparat sættes i gang samtidig. Mens opvarmningen står på tælles antallet af omdrejninger på elmåleren. Apparatet stoppes efter 2 minutter. Bægeret tages ud og man omrører med termometeret et lille stykke tid. Sluttemperaturen aflæses.

DATABEHANDLING

Alle målinger indsættes systematisk i et regneark (Excel). De relevante måledata er start- og sluttemperaturer samt elmålerskivens omdrejningstal. For hvert apparat udregnes vandets temperaturtilækst, der så ganges med vandets specifikke varmekapacitet og vandmassen på et halvt kilogram. Derved beregnes den energi, som vandet har optaget i de tre delforsøg.

På elmåleren står, at én omdrejning af skiven svarer til ene energi på 1/1200 kWh. Ganges denne værdi med omdrejningstallet finder man den leverede elektriske energi. Forholdet mellem den optagne energi og den leverede energi i hver af de tre situationer beregnes. Forholdet er den såkaldte nyttevirkning.