511. Nesteen lämpeneminen
Sähkövatkaimen tehoksi ilmoitetaan 170 W. Vatkaimella sekoitetaan velliä, jota on 1,5 litraa ja jonka voidaan ajatella koostuvan kokonaan vedestä. Oletetaan, että 5,0 % vatkaimen tuottamasta energiasta siirtyy velliin. Kuinka paljon vellin lämpötila nousee 2,0 minuutin sekoituksen aikana?
Ratkaisu:
Tehon määritelmän nojalla voidaan laskea energia [[$W$]], jonka vatkain käyttää:
[[$ \quad\begin{align} P&= \dfrac {W}{t} \\ \, \\ W&= Pt \\ \end{align}$]]
Velliin lämpönä siirtyvä energia on tästä 5% eli
[[$ \quad Q=0{,}05Pt $]]
Oletetaan vellin koostuvan vedestä. Vellin vastaanottama lämpö muuttaa sen lämpötilaa seuraavasti:
[[$ \quad\begin{align}Q&=cm\Delta T\\ \, \\ \Delta T&=\dfrac{Q}{cm}=\dfrac{0{,}05Pt}{cm}\\ \, \\ &= \dfrac{0{,}05 \cdot 170\text { W}\cdot 120\text { s}}{4\,190\, \dfrac {\text{J}}{\text{kg }^\circ \text{C}} \cdot 1{,}5 \text{ kg}}\\ \, \\ &=0{,}16229 \dots^\circ \text{C} \approx 0{,}16\ ^\circ \text{C}\\ \end{align} $]]