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Lee los planteamientos y responde las preguntas:

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 Formula P=V x I Datos I=20A V= 140V

P=V x I P= 140V x 20ª P= 2800 W

1.2. ¿Cuál es la energía que gasta el calentador en media hora (escribe el resultado en kW x h)? 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 x h. Datos P= 2800w = 2.8KW t = 30min = 0.5 h Formula E=Pxt

E=Pxt E = 2.8KW x 0.5h E = 1.4Kw x h

1.3. Grafica el resultado de la energía que gasta el calentador y explícala

HORAS

POTENCIA ELECTRICA

ENERGIA

0.5

2.8

1.4

1

2.8

2.8

1.5

2.8

4.2

2

2.8

5.6

ENERGIA 2

5.6

1.5

4.2

1

2.8

0.5

1.4 0

2 0.5

4 1

1.5

6 2

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.

Formula C = Pv x E Datos Pv= $2.80 E = 1.4Kw x h

C = Pv x E C = $2.80 x 1.4Kw x h C = $3.92

1.4.2. Calcula cuánto pagan por 220 litros de agua caliente.

96 x 1/60=1.6 E=P x t. E=2.8KW kw-h x 1.6h= 4.48 x 2= 8.96Kw-h para 220 litros E=8.96kw-h x $2.8 E= $25.088

1.5. Si la resistencia del calentador se averiara, ¿qué valor deberá tener la resistencia para que funcione con una capacidad de 220 litros? P=V x I Para 110 lt P=140v x 20A P=2800w

I=P/V I= 5600W/140 I=40A R= V/I R=140v/40A R= 3.5 ohm

Para 22lt P=2800w x 2 P=5600w 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. 2.1. Calcula la presión hidrostática en el fondo del calentador eléctrico cuando éste se encuentra lleno de agua. Anota tu resultado en kPa. Formula P=dxgxh Datos d = 1000 kg/m³ g = 9.81 m/s² h = 50 cm = 0.5 m

P=dxgxh P= 1000 kg/m³ x 9.81 m/s² x 0.5 m P= 4905Pa Conversión a kPa 4905(0.001) P = 4.905KPa

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. Formula P= m/v Datos Capacidad total=110 Capacidad= 110/2 = 55litros d = 1000kg/m2 r = 26.5cm = 0.265m h = 25cm = 0.25m V = π x r2 x h = π x 0.2652 x 0.25 V = 0.055n2 h = 50cm = 0.50m Vt = π x r2 x h = π x 0.265 x 0.50 = 0.11m3

P = m/v P = 55/0.11 P = 500kg/m2

3. Analiza y responde: 3.1 ¿Qué ley se aplica en el funcionamiento del calentador y por qué?

3.2

¿Qué ley se aplicó para reparar el calentador y por qué?