Lämmitysvastus kytketään jännitelähteeseen, jonka suuruus on 24 V. Vastuksessa mitataan kulkevan 2,7 A:n sähkövirta. Vastuksella lämmitetään vettä, jonka alkulämpötila on 21 °C ja massa 0,45 kg. Kun vettä oli lämmitetty 15 minuuttia, sen lämpötila oli 44 °C.

1. Kuinka suuri on vastuksen teho?
2. Kuinka suuri on lämmitysvastuksen hyötysuhde lämmitystilanteessa?

Ratkaisu

a. Sähköteho

[[$ P=UI\\ \, \\ P=24 \textrm{ V} \cdot 2,7 \textrm{ A} = 64,8 \textrm{ W} \approx 65 \textrm{ W} $]]​

Vastuksen teho on 65 W.

b. Osa sähkötehon kuluttamasta energiasta muuttuu veden lämmöksi.

[[$$ \begin{align} Q_{\text{vesi}}&=P_{\text{hyöty}}t\\ \, \\ cm\Delta T&=\eta P_{\text{vastus}}t\\ \, \\ \eta &= \dfrac{cm\Delta T}{P_{\text{vastus}}t}\\ \, \\ \eta &= \dfrac{4190 \textrm{ J/(kg $^{\circ}$C}) \cdot 0,45\text{ kg} \cdot (44\textrm{ } ^{\circ}\textrm{C}-21\textrm{ } ^{\circ}\textrm{C})}{64,8 \textrm{ W} \cdot 15\cdot 60 \textrm{ s}} = 0,74359\dotso \approx 0,74 \end{align} $$]]​

Hyötysuhde on 74 %.