Jak obliczyć sprawność urządzenia?
Sprawność mówi, jaka część pobranej energii została faktycznie wykorzystana. Reszta zamienia się w ciepło, hałas i drgania, czyli w straty, za które płacisz tak samo jak za pracę użyteczną. Kalkulator liczy sprawność z mocy urządzenia, czasu pracy i energii, która trafiła tam, gdzie miała trafić.
Wzór i przykład
sprawność = energia użyteczna ÷ energia pobrana × 100%
- Czajnik ma moc 2000 W i pracuje 300 sekund.
- Energia pobrana: 2000 × 300 = 600 000 dżuli, czyli 600 kilodżuli.
- Ogrzanie 1,5 litra wody o 80 stopni wymaga 1,5 × 4,18 × 80 = 501,6 kilodżula.
- Sprawność: 501,6 ÷ 600 = 0,836, czyli 83,6 procent.
- Straty: 600 − 501,6 = 98,4 kilodżula.
| Energia użyteczna | Energia pobrana | Sprawność |
|---|---|---|
| 600 kJ | 1000 kJ | 60% |
| 501,6 kJ | 600 kJ | 83,6% |
| 1500 kJ | 2000 kJ | 75% |
| 40 kJ | 100 kJ | 40% |
| 850 kJ | 1000 kJ | 85% |
Ciepło potrzebne do ogrzania wody policzysz kalkulatorem ciepła właściwego, pracę i moc kalkulatorem pracy, a koszt gotowania kalkulatorem czajnika.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć sprawność urządzenia?
Dzielimy energię użyteczną przez pobraną i mnożymy przez sto. Czajnik 2000 W pracujący 300 sekund pobiera 600 kilodżuli, a na ogrzanie 1,5 litra wody o 80 stopni zużywa 501,6 kilodżula, czyli ma sprawność 83,6 procent.
Dlaczego sprawność nigdy nie wynosi 100 procent?
Bo część energii zawsze ucieka: czajnik grzeje obudowę i powietrze, silnik traci na tarciu, a przewody na oporze. Te straty zamieniają się w ciepło rozproszone w otoczeniu.
Ile wynosi typowa sprawność czajnika?
Od 80 do 90 procent, bo naczynie i para zabierają część ciepła. Gotowanie tej samej wody na gazie ma sprawność około 40 do 50 procent, bo płomień grzeje też powietrze wokół garnka.
Jak policzyć energię użyteczną przy grzaniu wody?
Ze wzoru na ciepło: masa razy ciepło właściwe razy przyrost temperatury. Dla 1,5 litra wody i 80 stopni wychodzi 1,5 × 4,18 × 80, czyli 501,6 kilodżula.
Czy sprawność powyżej stu procent jest możliwa?
Nie dla klasycznej sprawności. Pompa ciepła osiąga współczynnik COP powyżej trzech, ale to nie jest sprawność: pompa nie wytwarza energii, tylko przenosi ciepło z otoczenia.