Exercici 4 · Tecnologia Industrial Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2022

Exercici 4

Es vol escalfar un volum $V = 350\text{ mL}$ d'aigua des d'una temperatura inicial $T_1 = 20\text{ }^\circ\text{C}$ fins a una de final $T_2 = 95\text{ }^\circ\text{C}$. Es proposen dues alternatives:

Utilitzar un escalfador d'aigua per a infusions que consumeix $P_{\text{escalf}} = 1\,200\text{ W}$ i que triga $t_{\text{escalf}} = 125\text{ s}$. Aquest sistema utilitza una resistència submergible.

Fer servir un fogó d'una vitroceràmica que consumeix $E_{\text{vitro}} = 0{,}11\text{ kW h}$.

Ambdós sistemes estan connectats a la xarxa elèctrica amb $U = 230\text{ V}$. La calor específica de l'aigua és $c_{\text{e}} = 4{,}18\text{ J/(g }^\circ\text{C)}$. Determineu:

a)

L'energia teòrica necessària per a escalfar l'aigua $E_{\text{aigua}}$. [0,5 punts]

b)

La resistència $R$ que l'escalfador d'aigua té al seu interior. [0,5 punts]

c)

L'energia consumida per l'escalfador $E_{\text{cons}}$. [0,5 punts]

d)

El rendiment de l'escalfador $\eta_{\text{escalf}}$ i el de la vitroceràmica $\eta_{\text{vitro}}$. Quina alternativa escolliríeu? [1 punt]