Actividad integradora 6. Aplicación de leyes eléctricas.
Alumno:
Alejandra Mora Sánchez
Facilitador
Ana Delia Hernández Madera
Tutora:
Teresa Guadalupe Contreras Montejo
Fecha de entrega
25 de septiembre del 2022
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Calentador eléctrico: Potencia, energía consumida y presión hidrostática, Ejercicios de Geografía
Este documento contiene el análisis de un calentador eléctrico con una capacidad de 110 litros y una corriente de 20 A para 140 V. Se calcula la potencia eléctrica en kW, la energía consumida en media hora en kW·h, el costo diario para calentar 220 litros de agua y la presión hidrostática en el fondo del calentador lleno. Además, se explica la ley de Joule que rige el funcionamiento del calentador.
Tipo: Ejercicios
2021/2022
1 / 6
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Actividad integradora 6. Aplicación de leyes eléctricas.
Alumno:
Alejandra Mora Sánchez
Facilitador
Ana Delia Hernández Madera
Tutora:
Teresa Guadalupe Contreras Montejo
Fecha de entrega
25 de septiembre del 2022
Lee los planteamientos y responde las preguntas: 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 $2. por kilovatio/hora. 1.1. ¿Cuál es la potencia eléctrica del calentador en kW? La ecuación de la potencia eléctrica del calentador en kw Como V=140v P= V*I I= 20A 1.2. ¿Cuál es la energía que gasta el calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h)? Entones P= (140v) (20 A) P=2800W
1.4.1. Calcula el costo de dejar el calentador funcionando a su capacidad máxima por una hora. Costo por hora = Precio * E Donde Precio =$ 2.80 por kilovatio/ hora E=2.8Kw –h Costo por hora = (2.80$/kw-h) (2.8kW –h) Costo por hora = $7. 1.4.2. Calcula cuánto pagan por calentar de 15 °C a 50 °C 220 litros de agua caliente. El calentador de 110 litros puede calentar el agua desde 15 °C a 50 °C en 1 hora 36 minutos. Por lo tanto 𝑡 = 1.36 ℎ 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 110 𝐿 = $7.84 ∗ 1. 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 110 𝐿 = $10.6624 𝑝𝑜𝑟 110 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Para 220 litros 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 220 𝐿 = $10.6624 ∗ 2 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 220 𝐿 = $21. 1.5. Si la resistencia del calentador se averiara, ¿qué valor deberá tener la resistencia para que funcione con una capacidad de 220 litros? R: P/ 1^2 = 280 w/(20 A)^2 = 7 Ohms
100 litros 7 Ohms X=14.07 Ohms 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. R: P=phg P= desigualdad del agua =1000 kg/m^3 G= 9.81m/5^2 H= Altura del tinaco 55.5 cm= 0.55 5m P=(1000 kg/m^2 ) 9.81m/5^2 )(0.55 5m) P=5444.55 p= 5.4445 kpa 2.1. Calcula la presión hidrostática en el fondo del calentador eléctrico cuando éste se encuentra lleno de agua. Anota tu resultado en k Pa. R: Radio de 26.5cm y una atura de 50 cm V=π r h V=3.1416 (0.265 m) (0.5m) V=0.110m^3 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. R: Por ser la mitad en agua y la otra mitad vapor, se divide en entre 2 Volumen de vapor 0.055 m^3 1m^3 1000 litros 0.55m^3 x X=55 litros