SEGONA PART
Exercici 3
[2,5 punts en total]
En la figura es mostra el circuit d’una tetera elèctrica connectada a la xarxa de tensió U = 230 V. El circuit consta d’una resistència d’escalfament Re i d’una resistència de manteniment Rm. En la primera fase l’interruptor A està tancat i, en aquesta configuració, la resistència Re escalfa l’aigua dipositada a la tetera fins a la temperatura T1 = 95 °C. Quan l’aigua arriba a aquesta temperatura, l’interruptor s’obre i les dues resistències mantenen l’aigua calenta. La temperatura inicial de l’aigua és T0 = 20 °C i la tetera tarda 4 min i 30 s a escalfar un volum d’aigua V= 1,4 L. Sabent que la calor específica de l’aigua és ce = 4,18 kJ/(kg °C)
a) L’energia E necessària per a escalfar l’aigua en la primera fase.[0,5 punts]
La formula que hem d'utilitzar és la següent:
Energia
E= m·Ce·(T1-T0) Com no tenim la massa, la treiem a partir de la densitat, llavors: p=m/V -> m=p·V. La densitat de l'aigua és 1kg/L.
b) El valor de la resistència Re i el corrent I que circula pel circuit durant la fase d’escalfament.[1 punts]
Una vegada tenim la Potència, podem calcular la Re mitjançant aquesta formula: P=U2/Re ->Re=U2/P
Ara calculem la Intensitat que circula amb aquesta fòrmula: I=P/U
c) El valor que ha de tenir la resistència Rm perquè la potència consumida quan l’aigua es manté calenta sigui Pm = 300 W.[1 punts]
Ara tenint Req, podem calcular la Rm de la següent manera: Req = Re + Rm -> Rm = Req - Re