Alumno: Elber González López
Facilitador: José Blas Ron Limón
Modulo 12 semana 1
Grupo: M12C4G6-66
¿Qué hacer?
1. Lee
el siguiente problema.
En
promedio, una persona utiliza 90 litros de agua si se da una ducha de 5
minutos.
Supongamos
que tienes en tu casa, un
calentador eléctrico que funciona con una corriente de 5 A para 110 V y tiene una capacidad de 150 litros. El calentador
puede calentar el agua desde 15°C
a 50°C en 40 minutos. Supongamos que tu familia está compuesta por 3 personas y usan
aproximadamente 270 litros
para bañarse diariamente, con un costo de $ 2.85 pesos por kilowatt-hora.
A partir de esta
información realiza lo que se te solicita:
2.1 Primero,
calcula la potencia eléctrica del calentador; para esto deberás usar la ley de
watt, cuya fórmula es:
P=V∙I
P=V∙I
P=(110V)(5A)
P=(550W)
2.2 Sustituye los
valores, realiza la operación y anota el resultado en Watts y kWatts.
Ahora convirtiendo watts a Kilowatts:
(550w)/1000=5.5kw
P=5.5kw
3. Calcula la energía
que gasta tu calentador en media hora (escribe el resultado en kW∙h), es
decir: E= P ∙ t
Convirtiendo 30 minutos a horas:
1h/(60min)(¿?)/(30min)=
(1)(30)=30/60=0.5h
E=(5.5kw)(0.5h)=2.75kwh
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.
3.1 Sustituye los
valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado en kw-h
Por lo que la energía gastada en 30 minutos es de 2.75 kwh
4. Con el resultado
anterior, calcula el costo que paga tu familia diariamente por bañarse,
considerando que gastan 360 litros de agua.
Primero para calcular el
costo:
Costo=E*PU
PU=2.85$/kwh
E= 3.3 kwh
C=(3.3 kwh)(2.85$/kwh) En esta parte
cancelamos los kwh para dejar unicamente pesos ($)
Por lo tanto el costo por 40 minutos será de 9.40$ y
asimismo $7.83 por 30 minutos
4.1 Primero calcula
el costo de usar la cantidad de agua que se calienta en media hora (la
capacidad máxima del calentador). Anota el resultado.
4.2 Después, con el
resultado anterior, calcula cuánto pagan por 360 litros de agua caliente.
Costo= $9.40
Capacidad= 150 litros
C=9.40 (360ltrs)/ (150 ltrs) Aquí se
cancelan litros
(9.40)(360)=3.384
Este resultado se divide entre la capacidad que es 150 y
el resultado es de =$22.56
5. Tu calentador de agua
se averió ya que su resistencia se rompió. ¿De qué valor debe comprarse la
nueva resistencia para que funcione con la capacidad que tiene?
5.1 La resistencia
la podemos calcular usando la Ley de Ohm, con la ecuación R=V/I
5.2 Sustituye los
valores de la fórmula, realiza la operación y anota el resultado.
En esta ocasión ya tenemos presentes
los datos por lo que despejando nos queda:
V=110V
I=5A
Entonces el valor que deberá tener la nueva resistencia a
comprar será de 22 Ohm
El efecto Joule se puede ver reflejado en el funcionamiento del calentador de agua ya que se puede ver la transformación de la energía eléctrica a energía térmica.
La
corriente eléctrica que circula por un conductor, en este caso la resistencia
del calentador, genera choques entre los electrones y los átomos de nuestra
resistencia y al adquirir velocidad, (velocidad constante), la energía cinética
generada por esta corriente constante se transforma en calor; calor que es
dispersado a través de nuestro conductor o resistencia, haciendo así que sea
posible que nuestro calentador funcione.
Y
finalmente para los cálculos se utilizan las formulas de las leyes de Ohm y de
Watts
Referencias: Todos los recursos aquí citados
fueron revisados entre los días 29 de Mayo y el 3 de Junio de 2017
Módulo
12. Matemáticas y Representaciones del Sistema Natural, Unidad 2 Electricidad y
Magnetismo. SEMANA 2
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