Concetti Chiave
- L'energia elettrica è spesso misurata in chilowattora (kWh), non in kilowatt (kW), perché il kWh rappresenta un'unità di energia.
- Un chilowattora di energia equivale all'energia consumata utilizzando una potenza di 1 kW per un'ora.
- Nell'esempio della doccia, 40 litri di acqua sono riscaldati da 20°C a 70°C, richiedendo 8360 kJ di energia termica.
- Questa energia termica si traduce in un consumo di 2.32 kWh quando convertita, utilizzando la proporzione tra kJ e kWh.
- Il costo totale della doccia, considerando il prezzo di 0.13 euro per kWh, è di 0.30 euro.
In maniera informale, quando si parla di consumo di energia elettrica, si parla di consumo in
[math]kW[/math]
. Quest'affermazione è tuttavia parzialmente sbagliata perché il Watt è in realtà un'unità di misura della potenza.L'unità di misura corretta è il
[math]kWh[/math]
(cioè chilowattora) che dimensionalmente corrisponde al Joule cioè l'unità di misura dell'energia.L'energia può presentarsi sotto diverse forme, in questo specifico appunto ci occuperemo di parlare di energia termica.
In particolare, facendo riferimento a quanto detto sopra, ha senso dire che un chilowattora di energia corrisponde all'energia consumata utilizzando una potenza di
[math] 1 kW [/math]
per un totale di un'ora.
Esempio applicativo
Prendiamo in analisi il problema seguente:Una persona ha fatto una doccia di 4 minuti usando
[math]10 L[/math]
di acqua calda al minuto; questa proveniva da uno scaldabagno ove l'acqua era stata riscaldata da [math] 20^{\circ} [/math]
a [math] 70^{\circ} [/math]
. Sapendo che [math]1 kWh =3600 kJ[/math]
e il costo dell'energia è di [math]0,13[/math]
euro al [math]kWh[/math]
, calcolare l'energia termica usata durante la doccia ed il costo della doccia. Risolviamo il problema. Ricaviamo che la doccia ha consumato
[math] 10 \cdot 4 = 40 L [/math]
di acqua, perché è sufficiente moltiplicare la portata del lavandino per il tempo di apertura di quest'ultimo.Come secondo step, dobbiamo calcolare quanta energia è stato necessario spendere, da parte dello scaldabagno, per portare la temperatura di questa massa d'acqua da gradi
[math]20[/math]
a gradi [math]70[/math]
.Risulta sufficiente usare la formula seguente, che coinvolge il calore specifico:
[math] Q = m \cdot c_s \cdot \Delta T [/math]
[math] c_s = 4.18 kJ/kg[/math]
, ed è ragionevole assumere che [math] 40 L [/math]
di acqua sono circa [math] 40 kg [/math]
.Si ricava quindi
[math] Q = 40 \cdot 4.18 \cdot 50 kJ = 8360 kJ [/math]
, dove il [math] 50 [/math]
coincide con la variazione di temperatura che abbiamo indicato [math] \Delta T [/math]
. Infine convertiamo tale quantità in kWh, tramite una proporzione, risolvendo quindi
[math] 8360 : x = 3600 : 1 [/math]
cioè [math] x = 2.32 [/math]
.Infine, ricordando che un kWh di energia costava
[math]0.13[/math]
euro, concludiamo che la soluzione è [math] 0.13 \cdot 2.32 = 0.30 [/math]
euro.
Domande da interrogazione
- Qual è l'unità di misura corretta per il consumo di energia elettrica?
- Come si calcola l'energia termica utilizzata durante una doccia?
- Qual è il costo della doccia in termini di energia consumata?
L'unità di misura corretta per il consumo di energia elettrica è il chilowattora (kWh), che corrisponde dimensionalmente al Joule, l'unità di misura dell'energia.
L'energia termica utilizzata si calcola moltiplicando la massa dell'acqua per il calore specifico dell'acqua e la variazione di temperatura, usando la formula [math] Q = m \cdot c_s \cdot \Delta T [/math].
Il costo della doccia, basato sull'energia consumata, è di 0.30 euro, calcolato moltiplicando il consumo in kWh per il costo per kWh, cioè [math] 0.13 \cdot 2.32 = 0.30 [/math] euro.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
