Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 110 litros de agua que funciona con una corriente de 20 A para 140 V PDF

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Facilitadora : RUFINA DEL CARMEN MARTINEZ LÓPEZ

Grupo: M12C5G18-BB-051

Nombre: Flor Colette Fernandez Moralez

Fecha: 15 de agosto del 2020

1. Supongamos que tienes un calentador eléctrico en tu casa con capacidad de 110 litros de agua que funciona con una corriente de 20 A para 140 V. El calentador puede calentar el agua desde 15 °C a 50 °C en 1 hora 36 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por cuatro personas y usa aproximadamente 220 litros de agua caliente para bañarse para bañarse a diario, con un costo de $2.80 por kilovatio/hora.

1.1. ¿Cuál es la potencia eléctrica del calentador en kW P = V*l V= 140V l= 20 A P= 140v * 20

P= 2800 W = 2,8KW es la potencia eléctrica 1.2. ¿Cuál es la energía que gasta el calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h)? E= P*t p= 2.8kw t= 30m = 0.5h E= 2.8 * 0.5

E= 1.4 kWh de energía gasta en 30 minutos

Considera que la potencia es la energía utilizada por unidad de tiempo, es decir P =E/t ; donde, si la potencia se mide en kW y el tiempo en horas, entonces la energía se medirá en kW∙ h. 1.3. Grafica el resultado de la energía que gasta el calentador y explícala.

Tiempo Energía consumida 0 0 kWh 0.1 0.28 kWh

Chart Title 3

2.8 2.52

2.5

0.2 0.3 0.4

0.56 kWh 0.84 kWh 1.12 kWh

1.5

0.5

1.4 kWh

1

0.6 0.7

1.68 kWh 1.96 kWh

0.8 0.9

2.24 kWh 2.52 kWh

1

2.8 kWh

2.24 1.96

2

1.68 1.4 1.12

0.84 0.56

0.5 0 0 0h

0.28 0.1 h

0.2 h

0.3 h

0.4 h

0.5 h

0.6 h

Columna1

0.7 h

0.8 h

0.9 h 1 Hora

La grafica que está aquí representa la relación de tiempo y de la energía consumida en una hora del calentador, el tiempo en horas la variable podemos decir que una constante es la cantidad de kWh que se emplea en base a esta grafica La grafica se puede ver que entre mas tiempo se utiliza el calentador más cantidad de energía consumirá 1.4. Con el resultado del gasto de energía obtenido, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse, considerando que gastan 220 litros de agua; para ello: 1.4.1. Calcula el costo de usar la cantidad de agua que se calienta en media hora (la capacidad máxima del calentador). Anota el resultado. Datos: E= 1.4Kw * h P= 2.8 kW Costo de kW*h = 2.80$ Media hora costo = 1.4w*h * $2.80

Costo en media hora = $3.92 1.4.2. Calcula cuánto pagan por 220 litros de agua caliente. Energía gastada en 1h = E= 2.8kW * h Costo de kW*h = 2.80 Costo por hora 2.8W*h * $2.80

El costo por hora es de $7.84 1.4. Si la resistencia del calentador se averiara, ¿qué valor deberá tener la resistencia para que funcione con una capacidad de 220 litros?

Datos: Intensidad: 20 A Voltaje: 140 V R= V/ l R= 140v / 20 A R= 7Ω

R= La resistencia tendrá que ser de 7Ω

2. Ahora, supongamos que tienes un calentador eléctrico con forma de cilindro circular recto, con un radio de 26.5 cm y un alto de 50 cm, que cuenta con capacidad de 110 litros de agua. Volumen 110 Lts Radio: 26.5 cm Altura: 50 cm

2.1. Calcula la presión hidrostática en el fondo del calentador eléctrico cuando éste se encuentra lleno de agua. Anota tu resultado en kPa. Datos: Ph = pgh Contante gravedad = g = 9.81 m/s2 Densidad del agua = p = 997kg/ m3 Altura = h = 50cm = 0.5m

Ph = 997 * 9.81 * 0.05 Ph = 4890.285 Pa Ph= 4890.285 Pa / 1000 Ph = 4.890285 kPa

La presión hidrostática es de 4.890285 kPa 2.2. El regulador de temperatura del calentador de agua dejó de funcionar, por lo que el agua en el interior de éste se evaporó totalmente, lo que provocó que el calentador se llene de vapor. El calentador contenía agua líquida hasta la mitad, antes de que comenzara a funcionar. Entonces

¿cuál será la densidad del vapor al interior del calentador? Considera que 1 litro de agua tiene masa igual a 1 kg. Datos: Altura = h = 50cm = 0.5m Radio: 26.5 cm = 0.265m Volumen de agua = 55L = volumen de masa = m= 55kg Densidad del agua= p

V= π2 * h V= π (0.265)2 * 0.50 V= 0.22061834409 * 0.50 V = 0.11030917204 m3 P = 55L / 0.11030917204 m3

P = 498.225770925 kg/m3

3. Analiza y responde: 3.1 ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué? La Iey de Joule. Una de las leyes dice que la cantidad de calor que desarrolla una corriente eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente. En el ejemplo del calentador, una parte de la energía, que es la corriente eléctrica de nuestras, se transforma en calor. Por este motivo considero que es la Iey que se aplica al funcionamiento del calentador.

3.2 ¿Qué ley se aplicó para reparar el calentador y por qué? La Iey de ohm Es importante entender esta Iey ya que sin la resistencia correcta el calentador de agua no funcionaría como debe de funcionar. En común en nuestro día que al querer reparar algún componente eléctrico nos basemos a la forma de la refacción y no en sus características...