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Titolo: Lo scaldabagno

 
Dopo una discussione con degli amici, che hanno sempre operato, come il 
sottoscritto, nel campo termico, sottopongo alla Vs. attenzione questo 
quesito, la cui soluzione mi direte essere corretta o meno.
 
LO  SCALDABAGNO
 
Uno scaldabagno con resistenza funzionante alla tensione di  220 V  
con  frequenza
50 Hz  presenta  delle  dispersioni  del  20%,  ossia solo l'80% 
dell'energia elettrica 
assorbita si trasforma in energia utile di riscaldamento dell'acqua.
La massa d'acqua da scaldare, inizialmente alla temperatura di 20 °C,  
è  di  43  Kg.
L'apparecchio viene tenuto acceso  (sotto  alimentazione,  termostato  
disinserito  o
regolato al massimo) per un'ora continuata.
 
(1) Quale sarà la temperatura finale dell'acqua?
(2) Quale è il valore di corrente assorbita dalla resistenza?
 
Sintesi dei valori dati:
 
Potenza  elettrica assorbita: Pe = 2 KW = 2000 WATT;
Potenza termica utile restituita: Pu = 0,8 Pe;
Tensione di alimentazione: V = 220 V;
Energia elettrica assorbita: Ee;
Energia utile fornita all'acqua: Eu = 0,8 Ee;
Tempo di alimentazione: T = 1 h = 3600 sec;
Massa acqua da scaldare: G = 43 Kg;
Temperatura iniziale: T1 = 20 °C
 
SVOLGIMENTO
 
(1) Corrente = Pe / V =  2000 W / 220 V = 9 A circa.
 
Pe = 2 KW = 2 KJ/sec
Ee = T Pe = 3600 sec x 2 KJ/sec = 7200 KJ = 7200 / 4,184 = 1721 Kcal 
(Equiv. Energ.)
Eu = 0,8 Ee = 0,8 x 1721 = 1377 Kcal (in forma termica finale)
Eu / G = 1377 Kcal / 43 Kg = 32 Kcal/Kg
Calore specifico dell'acqua: 1 Kcal  per  °C e per Kg
 
(2) T2 = T1 + 32 = 20 + 32 = 52 °C
 
 
 
 
 
 
 

On 6/23/2012 11:54, Blue moon wrote:
 
A parte qualche simbolo non troppo corretto (ad esempio sec, Kg...) i 
conti e i risultati sono giusti.
 
-- 
 
Franco
 
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 (2) T2 = T1 + 32 = 20 + 32 = 52 °C
 
T2 = T1 + Eu / (Cs * G) = 52 °C,
cioe' come ti gia' ha detto Franco il vostro risultato e' corretto.
 
Nota: scusa la pignoleria ;-), aggiungo che l'uso delle unita'
di misura del SI attualmente in Italia e' un obbligo di legge in
ambito professionale, v. ad es. il DPR 12 agosto 1982, n. 802:
 
http://www.normattiva.it/uri-res/N2Ls?urn:nir:stato:decreto.presidente.repubblica:1982-08-12;802!vig=
 
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

 assorbita si trasforma in energia utile di riscaldamento dell'acqua.
 
Non ho capito molto il senso di questo dato. In che senso dispersioni? Se 
sono dispersioni termiche, sono in funzione della differenza di 
temperatura acqua-ambiente. O intendi riferirti allo sfasamento della 
corrente alternata? Perché non credo che in uno scaldacqua ce ne sia 
granché.
 
-- 
Firma in allestimento

 corrente alternata?
 
CP
E da quando lo sfasamento tra tensione e corrente alternata produce
dispersioni?

 dispersioni?
 
Non produce dispersioni! (beh...tecnicamente nelle reti di
trasmissione potrebbe, piů che altro a seconda di come definisci la
dispersione, ma č un problema separato)
 
Rimane comunque che uno sfasamento di tensione e corrente produce un
rendimento inferiore al nominale. Da ultimo vorrei far notare che in
un carico puramente resistivo di sfasamenti non ce ne possono essere.
 
Comunque leggendo il post di Blue moon all'inizio pure io son balzato
sulla sedia. Poi riflettendo mi sono accorto che era solo la frase
espressa male. Le "dispersioni del 20%" non sono da riferirsi alla
corrente di cui si sta parlando ma bensě alle dispersioni complessive
del sistema boiler (oserei dire al 99% dispersioni di calore verso
l'esterno)

 l'esterno)
 
CP
In realt� le dispersioni verso l'esterno costituiscono l'UNICO motivo
di abbassamento del rendimento dal 100% ideale, semprech� chiamiamo
con lo stesso nome anche l'energia necessaria a far aumentare la
temperatura delle pareti dello scaldabagno.

 ha scritto:

Stiamo parlando di resistenza, in cui tensione e corrente sono in fase, a 
differenza dei casi con componenti reattivi (induttanze e capacita').
E' evidente che, parlando di C. A. sinusoidale, se non diversamente 
specificato, ci si riferisce comunque al valore efficace.
Le dispersioni cui accennavo sono ovviamente quelle termiche e non esiste 
alcun presupposto di verosimiglianza dei dati, puramente ipotetici 
(Potenza di 2 KW piuttosto che 1,2 KW, rendimento pari a 0,8 compresa la 
componente termica, essendo il rendimento elettrico molto elevato, ecc.).
Trattandosi di dati puramente ipotetici, non esisteva alcuna intenzione a 
riferirsi ad un impianto reale, ma solo ai principi di calcolo.
 

 ha scritto:

Si puo' sapere cosa c'entrino lo sfasamento ed il "cosfi"?
Stiamo parlando di RESISTENZA OHMICA, dunque di corrente perfettamente in 
fase con la tensione, e non di componenti reattivi (induttivi o 
capacitivi). E' evidente che la "dispersione" ipotizzata, globalmente e 
del tutto ipoteticamente assimilata al 20%, fosse quasi interamente di 
natura termica, se ammettiamo molto prossimo all'unita' il rendimento 
della resistenza.
E poi, quando anche questo valore fosse incongruo, ma chi lo ha mai detto 
che stiamo trattando un caso reale, piuttosto che un semplice esempio 
riferito alle procedure di calcolo?

 esempio riferito alle procedure di calcolo?
 
Ah, beh, allora... vedi un po' tu!
 
-- 
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