Сколько нужно ватт для нагрева 1 литра воды на 1 градус: Калькулятор расхода кВт·ч энергии на нагрев воды

Содержание

Расчет нагрева воды ТЭНом и электричеством

Определение технических параметров приборов и расчёт нагрева воды – мощности нагревателя, змеевика, количества тепла и расхода энергии для нагрева воды – зависит от типа устройства электроводонагревателей, которые бывают накопительными и проточными.

Содержание статьи

Общие данные, необходимые для вычислений

Чем мощнее электрообогреватель, тем быстрее он подогревает заданное количество воды. Поэтому приборы по этому параметру подбирается в соответствии с задачами, необходимым объёмом и допустимым временем ожидания. Так, например, нагрев до 60°С 15 литров с нагревателем в 1,5 кВт займёт около полутора часов. Однако для больших объёмов (например, для наполнения 100-литровой ванны) при разумном времени ожидания (до 3 часов) для доведения жидкости до комфортной температуры понадобится устройство на 3 кВт мощнее.

Для полноценного вычисления расчётной мощности необходимо учесть ряд параметров:

Рабочий ресурс бытовой электросети.
Проблема «выбивания пробок» особенно актуально стоит в домах вторичного жилфонда. Некоторые жильцы, столкнувшись с ней (например, при установке электрических радиаторов), решали вопрос добавлением отдельного кабеля, усилением проводки. Однако более универсальный рецепт – покупка водонагревателя со средним или низким энергопотреблением (чаще это приборы накопительного типа). Разница между количеством киловатт бытовой электросети и совокупной мощностью всех домашних электроприборов даст значение оптимальной мощности водонагревателя, к которому нужно стремиться.
Соотношение мощности ТЭНа (нагревательного элемента) и объёма бака.
Параметр, более важный для устройств накопительного типа, в которых вода расходуется постепенно, и критичной становится скорость её остывания. Чтобы 1-киловаттный водонагреватель не покупали со 100-литровыми баками, производители приводят ориентировочную таблицу, где 1-киловаттный прибор предназначен на 15 литров, 1,5 кВт – на 50, 2 кВт – на 50-100, а 5 кВт – на 200-литровый бак.
Скорость водорасхода в минуту.
Параметр имеет большее значение для проточных водонагревателей. В обиходе мощностные показатели такого нагревательного устройства (с учётом максимальной ресурсозатратности) рассчитываютсяпутём умножения на два количества литров ворорасхода в минуту. То есть, если на проточное мытьё посуды в среднем тратится 4 л/мин., то ТЭН должен быть 8 кВт. Если при приёме душа расходуется 8 л/мин., то необходим 16-киловаттныйТЭН. Вычисления усложняет то, что в квартире используются сразу 2 (а иногда и 3) точки водозабора. В этом случае, рекомендуется в вычислениях получившуюся величину умножать в полтора раза.

Накопительные водонагреватели (бойлеры)

Без физико-математических формул бытовой расчёт описывается следующим образом: за 1 час 1 кВт нагревает 860 литров на 1 К. Для более точного определения времени нагревания, мощностных характеристик, объёма используется универсальная формула, из которой потом выводятся остальные результаты:

Эта формула состоит из нескольких и отражает целый ряд параметров, учитывая при этом фактор теплопотерь. (При малых мощностных характеристиках и большом объёме этот фактор становится более существенным, однако в бытовых нагревателях этим учётным значением чаще пренебрегают):

N_full– мощностные характеристики нагревательного элемента,

Q_c – теплопотери водонагревательной ёмкости.

c= Q/m*(tк-tн)
- С – удельная теплоёмкость,
- Q – количество теплоты,
- m – масса в килограммах (либо объём в литрах),
- tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры.
N=Q/t
- N – мощностные характеристики нагрева.
- t — время нагревания в секундах.
N = N_full — (1000/24)*Q_c

Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:

Расчёт мощности ТЭНа для нагрева воды нужной температуры:
W= 0,00117*V*(tк-tн)/T
Определение времени, необходимого для нагревания воды в водонагревателе:
T= 0,00117*V*(tк-tн)/W

Составляющие формул:

W (в кВТ) – мощностная характеристика ТЭНов (нагревательного элемента),
Т (в часах) – время нагрева воды,
V (в литрах) – объем бака,
tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры (конечная – обычно 60°C).

Часто объём приравнивают к массе (m). Тогда определение мощности ТЭНа будет производиться по формуле: W= 0,00117*m*(tк-tн)/T. Формулы считаются упрощёнными, ещё и потому что в них не учитывается:

фактическая мощность электросети,
температура окружающей среды,
конструктивные особенности и потенциальные теплопотери бака,
рекомендации некоторых производителей, относительно tн (порядка 5-8 °С летом и 15-18 °С – зимой).

При покупке устройства надо принимать во вниание, что относительно низкие мощностные характеристики накопительных водонагревателей по сравнению с проточными ещё не гарантируют финансовую экономию. Накопительные меньше «забирают», но из-за того, что работают дольше, больше и расходуют. Для финансовой экономии более надёжной стратегией будет общее снижение водопотребления за счёт установки различного вида экономителей (http://water-save.com/) и строгий учёт водорасхода.

Проточные водонагреватели

В расчете количества тепла для нагрева проточной воды надо учитывать разницу в стандартах напряжения России (220 В) и Европы (230 В), так как значительная часть электроводонагревателей изготовляется западноевропейскими компаниями. Благодаря этой разнице номинальный показатель в 10 кВт в таком приборе при подключении к российской сети в 220В будет на 8,5% меньше – 9,15.

Максимальный гидропоток V (в литрах за минуту) с заданными мощностными характеристиками W (в киловаттах) рассчитывается по формуле: V= 14,3*(W/t₂-t₁), в которой t₁ и t₂– температуры на входе в нагреватель и в результате подогрева соответственно.

Ориентировочные мощностные характеристики электроводонагревателей применительно к бытовым потребностям (в киловаттах):

4−6 – только для мытья рук и посуды,
6−8 – для принятия душа,
10−15 – для мойки и душа,
15−20 – для полного водоснабжения квартиры или частного дома.

Выбор затрудняет то, что нагреватели выпускаются в двух вариантах подключения: к однофазной (220 В) и трёхфазной (380 В) сети. Однако нагреватели для однофазной сети, как правило, не выпускаются выше 10 киловатт.

Вычисления для бассейнов

Расчет нагрева воды в бассейне складывается из вычисления параметров электронагревателя и объёма, который необходимо подогреть. В таблице указано приблизительное время в часах, за которое температура поднимается с 10 °С до 28 °С. При этом существенную роль в конечных вычислениях играет площадь водяного «зеркала», температура окружающей среды, степень открытости/ закрытости места расположения бассейна.

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

Вспомним физику: vladwed — LiveJournal

Меня давно интересовал простой физико-экономический вопрос: сколько стоит вскипятить литр воды (для ровного счета) электрическим чайником. И вот, наконец, была проведена соответствующая лабораторная работа.

В теории для нагрева литра воды до 100 градусов нужно энергии:

Q = C*m*(t2-t1), где:
C — удельная теплоёмкость, т.е. энергия, необходимая для нагрева в-ва на 1 градус. Для воды при нормальном давлении (101.325 кПа) это 4200 джоулей.
m — масса, 1 литр воды при обычных условиях имеет массу 1 кг.
t2 — верхняя температура нагрева, для нормального давления температура кипения воды 100 градусов.
t1 — начальная температура = комнатная температура = в моем случае 25,6 гр.

Получаем Q = 4200*1*(100-25,6) = 312480 Дж.

Теперь замерим экспериментально количество энергии для того же самого нагрева:

мощность чайника * время закипания воды = 1625 * 214 = 347750 Дж.

Отсюда можно получить КПД электрического чайника: 89.9% (о как! Причем, реально еще выше, т.к. еще часть энергии тратилась на парообразование, т.к. чайник выключается именно от пара).

Ну и теперь легко посчитать стоимость нагрева, переведя джоули в киловат-часы: 0.0965 кВт*час.

При нынешней стоимости электроэнергии 0,083 Ls* Квт*ч получаем 0.0083 Ls, т.е. меньше 1 сантима.

Нигде не напутал вроде?

P.S.
Чайник: Braun 1600
Макс. ток: 7.96 А
Ватметр насчитал 0.1 кВт*ч.

UpDt:

Не поленился добраться до газового счетчика и оказалось, что он измеряет не только кубометры, но и литры, а значит легко посчитать стоимость нагрева того же литра вода на газовой плите. Результат меня несколько обескуражил:

1л. воды в кастрюльке с крышкой на средней конфорке закипала ровно 8 минут и на это ушло 20 литров газа.
При стоимости (с июля 2011 года) 1 кубометра газа 0,5466 Ls, получаем, что вскипятить литр воды на газе стоит…. (звучат фанфары)… 0,01 Ls или 1 сантим, т.е. БОЛЬШЕ, чем электрическим чайником!

Результат странный, поэтому буду рад, если кто-то найдет ошибку, хотя места для нее вроде нет.

Еще более странный получился КПД такого нагрева:

Если теплотворная способность пропана 22000 Ккал/м3, что равно 92,180 МДж/m3 или 92180 Дж/л., то
КПД получается всего около 18%. Конечно, при сгорании газа значительно больше тратится на нагрев окружающего пространства, но все равно как-то уж совсем мало…

P.S. Заодно узнал, что коНфорка пишется через Н, а не через М. Боже, век живи век учись…

Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и мощности водонагревателя

Цены на водонагреватели в нашем каталоге

Простой прикидочный расчет объема

Формула расчета времени нагрева

Формула расчета количества и температуры смешанной воды

Расчет мощности водонагревателя

Водонагреватели объемом от 5 до 1000 литров позволяет решить практически любую задачу по обеспечению человека горячей водой.

При подборе накопительного прибора исходят из пиковой (максимальной) потребности в горячей воде. Итак, типичный пример. Семья из трех человек хочет приобрести накопительный водонагреватель на время отключения горячей воды. Какого объема выбрать прибор?

Простой прикидочный расчет объема

Как правило, наибольшее количество воды тратится при принятии душа. В среднем, за один сеанс, расход составляет 60 литров воды при температуре 38-40°С. Этого хватает примерно на 10 минут полноценного душа. Соответственно, если три человека, захотят принять водные процедуры друг за другом, им понадобится 180 литров теплой воды. Если учесть, что температура нагрева воды в водонагревателе составляет 60°С, её придется разбавить. Разбавив горячую воду из водонагревателя холодной получаем объем теплой воды в два раза больший, чем было горячей в водонагревателе. Получается, что нам понадобится 180:2= 90 литров горячей воды. Прибавляя к 90 литрам еще 10% для обеспечения водой хозяйственных нужд (помыть посуду и т.д.), мы получаем оптимальную емкость равную 100 литрам.

Конечно, если планируется принимать ванну, то количество воды нужно расчитывать, исходя из заполняемого объема ванны.

Если между сеансами быдет перерыв, то можно обойтись и более компактным прибором литров на 30, так как нагрев такого объема при мощности 2 кВт длится примерно 1 час, то соответственно через данный промежуток времени можно принять душ не боясь, что теплая вода внезапно кончится.

Для точного расчета можно применить следующие формулы:

Формула расчета времени нагрева

t = (m ∙ c ∙ ∆ϑ) / (P ∙ η)

t — время нагрева в часах

c = 1,163 (Ватт/час) / (кг ∙ К)

m — количество воды в кг

P — мощность в Вт

η — КПД

∆ϑ — разность температур в К (ϑ₁ — ϑ₂)

ϑ₁ — температура холодной воды в °C

ϑ₂ — температура горячей воды в °C

Формула расчета количества и температуры смешанной воды

m_смеш=(m₂ ∙(ϑ₂— ϑ₁))/(ϑ_смеш — ϑ₁) ϑсмеш = (m₁ ∙ ϑ₁ + m₂ ∙ ϑ₂) / (m₁ + m₂)

m_смеш — количество смешанной воды в кг

m₂ — количество горячей воды в кг

ϑ_смеш — температура смешанной воды в °С

ϑ₁ — температура холодной воды в °C

m₁ — количество холодной воды в кг

ϑ₂ — температура горячей воды в °C

Пример: Сколько смешанной воды при температуре ϑ_смеш 40°C получится при добавлении холодной воды ϑ₁ 10°C к 80 кг горячей воды ϑ₂ 55°C?

m_смеш = 80 ∙ (55-10) / (40 — 10) = 120 кг = 120 л

Пример: Какова будет температура воды при смешивании 80 кг воды (m₂) при температуре ϑ₂ 55°C с 40 кг воды (m₁) при температуре ϑ₁ 10°C?

ϑ_смеш = (40 ∙ 10 + 80 ∙ 55) / (40 + 80) = 40°С

Расчет мощности водонагревателя

Время нагрева воды в накопительном водонагревателе напрямую зависит от мощности нагревательного элемента. В комбинированных водонагревателях основным нагревательным элементом является теплообменник, подключенный к системе отопления частного дома. А ТЭН используется для компенсации тепловых потерь при длительном отсутствии разбора горячей воды, так как тепловая мощность теплообменника значительно больше тепловой мощности ТЭНа.

Прибегнув к уже упоминавшейся формуле, мы можем сравнить время нагрева прибора объемом 120 литров при работе ТЭНа мощностью 2 кВт или теплообменника мощностью 8 кВт (значение верно при температуре воды в системе отопления +80°С). Температура горячей воды 55°С, температура холодной воды +10°С.

t = m · c · ∆ϑ / P · η

t = 120 · 1.163 · 45 / (2000 · 0.98) = 192 мин > 48 мин = 120 · 1.163 · 45 / (8000 · 0.98)

Для удобства можно воспользоваться следующей таблицей.

Источник: teplo-spb.ru

Необходимая мощность для нагрева объема жидкости

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ НАГРЕВА ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ

РАСЧЕТ ОНЛАЙН

—

Мощность, которая должна быть установлена для повышения температуры объема жидкости, содержащейся в резервуаре, в течение заданного времени, является результатом двух расчетов: расчет мощности для повышения температуры жидкости (Pch) и расчет теплопотерь (Pth)

—

Установленная мощность (кВт) = Мощности для повышения температуры жидкости (Pch) + Теплопотери (Pth)

—

1 / Расчет мощности, необходимой для повышения температуры объема жидкости :

—

— Тепловая мощность : Pch (кВт)

— Вес жидкости : M (кг)

— Удельная теплоемкость жидкости : Cp (ккал/кг×°C)

— Начальная температура : t1 (°C)

— Необходимая конечная температура : t2 (°C)

— Время нагрева : T (ч)

— 1,2 : Коэффициент запаса, связанный с нашими производственными допусками и изменениями в напряжении сети питания

—

Pch = (M × Cp × (t2 − t1) × 1,2) ÷ (860 × T)

—

a/ Расчет массы нагреваемой жидкости :

— Вес жидкости : M (кг)

— Объем жидкости, который необходимо нагреть : V (дм³ или литры)

— Плотность жидкости : ρ (кг/дм³)

—

M = V × ρ

—

ρ / Cp для некоторых жидкостей :

Вода : 1 / 1

Минеральное масло : 0,9 / 0,5

Битум : 1,1 / 0,58

Уксусная кислота : 1,1 / 0,51

Соляная кислота : 1,2 / 0,6

Азотная кислота : 1,5 / 0,66

—

b/ Расчет объема жидкости :

В цилиндрическом резервуаре :

— Объем резервуара : V (дм³)

— Диаметр резервуара : ∅ (дм)

— Высота столба жидкости : h2 (дм)

—

V = π × (∅² ÷ 4) × h2

В прямоугольном резервуаре :

— Объем резервуара : V (дм³)

— Длина резервуара : L (дм)

— Ширина резервуара : W (дм)

— Высота столба жидкости : h2 (дм)

—

V = L × W × h2

2/ Расчет мощности, необходимой для компенсации потерь тепла :

— Теплопотеря : Pth (кВт)

— Площадь поверхности теплообмена резервуара : S (м²)

— Требуемая конечная температура : t2 (°C)

— Температура окружающей среды : ta (°C)

— Коэффициент теплообмена : K (ккал/час × м² × °C)

Pth = (S × (t2 — ta) × K × 1,2) ÷ 860

Коэффициент обмена K как функция скорости ветра и толщины изоляции :

—

a/ Расчет площади поверхности теплообмена резервуара : S (м²)

Площадь поверхности цилиндрического резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S (м²)

— Диаметр резервуара : ∅ (м)

— Высота резервуара : h3 (м)

—

S = (π × (∅² ÷ 4)) + (π × ∅ × h3)

Площадь поверхности прямоугольного резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S (м²)

— Длина резервуара : L (м)

— Ширина резервуара : W (м)

— Высота столба жидкости : h3 (м)

«Сколько потребляет энергии водонагреватель?» – Яндекс.Кью

Расход электроэнергии водонагревателем разный в зависимости от мощности нагревателя, объема емкости, количества горячей воды, используемого ежедневно и некоторых других факторов, включая конструктивные особенности устройства. Можно привести только ориентировочные данные по затратам энергии. К примеру, накопительный водонагреватель объемом 50 л потребляет в сутки примерно 1-6 кВт. Проточный нагреватель при кратковременном использовании расходует не более 1,5-2 кВт. В целом энергопотребление приборов может сильно отличаться. Чтобы узнать, сколько потребляет водонагреватель в конкретных условиях, необходимо рассмотреть отдельно типы нагревателей и выполнить некоторые подсчеты.

Затраты электроэнергии на работу накопительного устройства

Накопительный водонагреватель – резервуар с трубчатым нагревателем внутри (ТЭН), который нагревает воду до заданной температуры, затем отключается. Хорошая теплоизоляция водонагревателя позволяет пользоваться горячей водой в течение 3-5 часов после подогрева. Когда температура понижается, ТЭН снова включается и подогревает воду. Важно подобрать прибор оптимального объема, чтобы подогретая вода вовремя применялась без перерасхода электроэнергии. К примеру, для одного человека рекомендуется нагреватель на 10-30 л, для двух – на 50 л, для четырех – 100 л и т.п.

Основные параметры, влияющие на энергопотребление бойлера:

температура воды, поступающей в нагреватель;
температура подогретой воды;
расход горячей воды в сутки;
мощность ТЭНа;
количество электроэнергии, которое устройство потребляет за час;
размер теплопотерь (в киловаттах или процентах).

Решим задачку, где условия: мощность нагревателя конкретной модели прибора составляет 2 кВт/час, температура воды, поступающей в бойлер, составляет 15 °С. В таком случае вода в бойлере нагреется до температуры 65 °С за 1,5 часа. Тогда на 1 нагрев в сутки требуется 1,5 часа*2 кВт/час=3 кВт электроэнергии. При этом нужно учесть энергию, которая потребляется водонагревателем в режиме ожидания. Размер теплопотерь указывается в техническом паспорте прибора, к примеру, составляет 0,5 кВт. Тогда 3 кВт+0,5 кВт=3,5 кВт за сутки. Рассчитаем количество энергопотребления в месяц: 3,5*30=105 кВт.

Сколько энергии требует проточный водонагреватель

Проточный водонагреватель состоит из пластикового корпуса и встроенного спирального нагревателя, не имеет бака и не нуждается в особом обслуживании. Он нагревает воду до 45-50 °С, которая по шлангам сразу же подается в смеситель. Оптимальная мощность таких нагревателей определяется по формуле:

P = Q * (Тк — Тн)/14,3,

где Q – расход воды в литрах за минуту,

Тк – температура нагретой воды,

Тн – начальная температура (15 °С).

Например, для ежедневных гигиенических процедур достаточно расхода воды 2,5 л/мин, температура нагретой воды 40 °С. Тогда рекомендуемая мощность нагревателя составит 4,37 кВт/час. Время нагрева 50 л воды рассчитывается следующим образом: 50/2,5=20 мин. Энергопотребление при подогреве воды до 40 °С составляет: 4,37*0,33 часа=1,44 кВт в сутки, или 43,3 кВт в месяц.

Тепло, работа и энергия

Тепло (энергия)

Единица измерения тепла (или энергии) в системе СИ составляет джоуль (Дж) .

С разницей температур

Другими единицами измерения тепла являются британская тепловая единица — британские тепловые единицы (количество тепла для подъема 1 фунта воды на 1 ^o F ) и Калорийность (количество тепла, чтобы поднять 1 грамм воды на 1 ^o C ( или 1 K )).

калорий определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры одного грамма жидкой воды на один градус Цельсия (или один градус Кельвина).

1 cal = 4,184 Дж

Тепловой поток (мощность)

Теплопередача только в результате разницы температур называется тепловым потоком . Единицы СИ для теплового потока: Дж / с или ватт (Вт) — то же, что и мощность. Один ватт определяется как 1 Дж / с .

Удельная энтальпия

Удельная энтальпия — это мера полной энергии в единице массы. Обычно используются единицы СИ: Дж / кг или кДж / кг .

Термин относится к общей энергии, обусловленной давлением и температурой текучей среды (например, воды или пара) в любой момент времени и при любых условиях. Точнее говоря, энтальпия — это сумма внутренней энергии и работы, совершаемой под действием приложенного давления.

Тепловая мощность

Тепловая мощность системы составляет

количество тепла, необходимое для изменения температуры всей системы на один градус .

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры на одну единица массы вещества на на один градус .

Удельная теплоемкость может быть измерена в Дж / г K, Дж / кг K , кДж / кг K, кал / гK или БТЕ / фунт ^o F и более .

Никогда не используйте табличные значения теплоемкости, не проверив единицы фактических значений!

Удельную теплоемкость для обычных продуктов и материалов можно найти в разделе «Свойства материала».

Удельная теплоемкость — постоянное давление

Энтальпия — или внутренняя энергия — вещества зависит от его температуры и давления.

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном давлении — это удельная теплоемкость при постоянном давлении — c _p.

Удельная теплоемкость — постоянный объем

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном объеме — это удельная теплоемкость при постоянном объеме — c _v .

Если давление не очень высокое, работой, выполняемой приложением давления к твердым телам и жидкостям, можно пренебречь, а энтальпия может быть представлена только компонентом внутренней энергии. Можно сказать, что теплота с постоянным объемом и постоянным давлением равна.

Для твердых и жидких веществ

c _p = c _v (1)

Удельная теплоемкость представляет собой количество энергии, необходимое для подъема 1 кг вещества к 1 ^o C (или 1 K) , и ее можно рассматривать как способность поглощать тепло.Единицы измерения удельной теплоемкости в системе СИ: Дж / кг · К (кДж / кг ^o C) . Вода имеет большую удельную теплоемкость 4,19 кДж / кг ^o C по сравнению со многими другими жидкостями и материалами.

Вода — хороший теплоноситель!

Количество тепла, необходимое для повышения температуры

Количество тепла, необходимое для нагрева объекта от одного температурного уровня до другого, может быть выражено как:

Q = c _p м dT ( 2)
где
Q = количество тепла (кДж)
c _p = удельная теплоемкость (кДж / кг · К)
м = масса (кг )
dT = разница температур между горячей и холодной стороной (K)

Пример воды для отопления

Учитывайте энергию, необходимую для нагрева 1.0 кг воды от 0 ^o C до 100 ^o C при удельной теплоемкости воды 4,19 кДж / кг ^o C :

Q = (4,19 кДж / кг ^o C ) (1,0 кг) ((100 ^o C) — (0 ^o C))
= 419 (кДж)

Работа

С технической точки зрения работа и энергия — одно и то же, но работа — это результат, когда направленная сила (вектор) перемещает объект в одном направлении.

Объем выполненной механической работы можно определить с помощью уравнения, полученного из ньютоновской механики

Работа = Приложенная сила x Расстояние, перемещенное в направлении силы
или
W = F l (3)
, где
W = работа (Нм, Дж)
F = приложенная сила (Н)
l = длина или пройденное расстояние (м)

Рабочий стол также можно описать как произведение приложенного давления и вытесненного объема:

Работа = Приложенное давление x Вытесненный объем
или
W = p A l (3b)
, где
p = приложенное давление (Н / м ², Па)
A = под давлением площадь (м ²)
l = длина или расстояние, на которое зона давления перемещается под действием приложенной силы (м)

Пример — Работа, совершаемая силой

Работа, совершаемая силой 100 Н перемещение тела 50 м можно рассчитать как

W = (100 Н) (50 м)

= 5000 (Нм, Дж)

Единица измерения — джоуль, J, который определяется как количество работы, выполненной, когда сила 1 ньютон действует на расстоянии 1 м в направлении силы.

1 Дж = 1 Нм

Пример — Работа под действием силы тяжести

Работа, выполненная при подъеме массы 100 кг на высоте 10 м может быть рассчитана как

W = F _г ч

= mgh

= (100 кг) (9,81 м / с ²) (10 м)

= 9810 (Нм, Дж)

, где

F _г = сила тяжести — или вес (Н)

г = ускорение свободного падения 9.81 (м / с ²)

h = высота (м)

В британских единицах измерения единичная работа выполняется при весе 1 фунт _f (фунт-сила) является поднимается вертикально против силы тяжести на расстояние 1 фут . Единица называется фунт-фут .

Поднят объект массой 10 снарядов 10 футов . Проделанная работа может быть рассчитана как

W = F _г h

= m g h

= (10 пробок) (32.17405 фут / с ²) (10 футов)

= 3217 фунтов _f футов

Пример — Работа, связанная с изменением скорости

Работа, выполненная при массе 100 кг ускоряется от от скорости 10 м / с до скорости 20 м / с можно рассчитать как

W = (v ₂ ² — v ₁ ²) м / 2

= ((20 м / с) ² — (10 м / с) ²) (100 кг) / 2

= 15000 (Нм, Дж)

где

v ₂ = конечная скорость (м / с)

v ₁ = начальная скорость (м / с)

Energy

Energy — это способность делать работа (перевод с греческого — «работа внутри»).Единицей измерения работы и энергии в системе СИ является джоуль, определяемый как 1 Нм .

Движущиеся объекты могут выполнять работу, потому что обладают кинетической энергией. («кинетический» означает «движение» по-гречески).

Количество кинетической энергии, которой обладает объект, можно рассчитать как

E _k = 1/2 мв ² (4)

, где
м = масса объекта (кг)
v = скорость (м / с)

Энергия положения уровня (запасенная энергия) называется потенциальной энергией.Это энергия, связанная с силами притяжения и отталкивания между объектами (гравитация).

Полная энергия системы складывается из внутренней, потенциальной и кинетической энергии. Температура вещества напрямую связана с его внутренней энергией. Внутренняя энергия связана с движением, взаимодействием и связыванием молекул внутри вещества. Внешняя энергия вещества связана с его скоростью и местоположением и является суммой его потенциальной и кинетической энергии.

Сколько воды вам нужно?

Журналы о красоте полны советов о том, что употребление большего количества воды избавит нас от токсинов и сделает нашу кожу более чистой, сияющими волосами и улучшит здоровье.

Мадонна и Джери Холливелл редко изображаются без бутылки минеральной воды под рукой, а Клаудия Шиффер, как сообщается, даже моет в ней волосы.

И кажется, мы проглотили эту историю. В прошлом году британцы выпили потрясающие 1,4 миллиарда литров негазированной и газированной минеральной воды — на 300 процентов больше, чем десять лет назад.

Но разве мысль о том, что нам нужно пить, пить, пить, поддерживает воду?

Нет сомнений в том, что поддержание уровня жидкости очень важно. Жидкость смягчает наши суставы, сохраняет глаза и рот влажными, помогает нам глотать, позволяет нам усваивать питательные вещества и помогает избавиться от шлаков. Кроме того, это помогает регулировать нашу температуру.

Но действительно ли мы знаем, сколько нам нужно пить?

Рассмотрим некоторые распространенные убеждения …

Взрослым нужно выпить не менее 1.5 литров воды в день.

Эксперты сходятся во мнении, что для большинства людей достаточно 1,5–2 литров жидкости в день (в жаркую погоду, если вы много тренируетесь или выполняете тяжелую физическую работу, требуется больше жидкости). Но ключевым моментом здесь является слово жидкость . Фруктовый сок, суп, тыква и молоко учитываются в общей сумме.

Доктор Венди Дойл из Британской диетической ассоциации говорит, что эта сумма основана на здравых медицинских соображениях. По ее словам, взрослые теряют около 3 литров жидкости в день: 1–1.5 литров в виде мочи, 0,5–1 литр с потом, около 400 мл в нашем дыхании и около 300 мл в наших фекалиях.

Но это не значит, что нам нужно выпить три литра. Одна только твердая пища дает нам около литра жидкости, а в качестве побочного продукта пищеварения вырабатывается еще 300-500 мл воды, в результате чего у нас остается только 1,5-2 литра жидкости, рекомендуемые экспертами.

Если вы пьете кофе, чай или алкоголь, вам нужно пить еще больше воды.

«Хотя кофеин, содержащийся в чае и кофе, действительно обладает легким мочегонным эффектом [увеличивая количество мочи], когда вы пьете чашку, наблюдается чистый прирост жидкости», — говорит доктор Дойл.«Так что вам не нужно пить дополнительную воду, чтобы компенсировать это».

Алкоголь, с другой стороны, действительно обезвоживает вас, хотя обычно требуется более одного стакана, чтобы вызвать заметное обезвоживание.

Употребление большего количества воды, чем рекомендовано 1,5–2 литра в день, помогает вывести токсины, улучшая состояние кожи, волос и ногтей.

Неверно, утверждает Британский фонд питания, и доктор Дойл соглашается. «Здоровые почки особенно эффективны при удалении токсинов», — говорит она.«Если вы выпьете больше воды, чем вам действительно нужно, это не выведет больше токсинов, это просто будет означать больше походов в туалет».

Минеральная вода лучше для вас, чем водопроводная.

Ложь. Минеральная вода содержит небольшое количество минералов, но недостаточно, чтобы внести существенный вклад в ваш рацион. Водопроводная вода не менее «чиста» и не хуже минеральной воды в бутылках. Фактически, недавно проведенное исследование Thames Water показало, что две трети британцев предпочитают воду из-под крана бутилированной.

Невозможно пить слишком много воды.

Ложь. Употребление большого количества воды (а это означает более 4-6 литров) в течение короткого времени может нарушить баланс натрия в организме и вызвать потенциально смертельное состояние, называемое гипонатриемией, или водной интоксикацией.

Симптомы включают тошноту, вздутие живота, потерю сознания и судороги из-за отека мозга.

Бегуны на длинные дистанции и рейверы, принявшие экстази, особенно подвержены риску, потому что они часто потребляют много воды и теряют много соли через пот.Хуже того, упражнения высвобождают антидиуретический гормон, поэтому диурез снижается, что ограничивает способность организма корректировать дисбаланс. Такие лекарства, как ибупрофен, также могут усугубить проблему, потому что они также уменьшают диурез.

Пить нужно только тогда, когда хочется пить.

К тому времени, когда вы почувствуете жажду, вы уже обезвожены, — говорит доктор Дойл. Обычно это не проблема, потому что мы пьем и восполняем потерянную жидкость. Но у пожилых людей реакция на жажду может притупиться, что приведет к более серьезному обезвоживанию.

Доктор Джон Брэдли, старший медицинский советник Национального фонда исследования почек, говорит: «Хотя почки могут функционировать, если люди выпивают менее одного литра в день, пить больше жидкости дает огромные преимущества. Большое количество жидкости может снизить риск образования камней в почках, рака мочевого пузыря и инфекций мочевыводящих путей ».

Пожилым людям, страдающим недержанием мочи, следует ограничить потребление жидкости.

Ложь. «Это опасное заблуждение», — говорит Киран Шукла, руководитель отдела питания и диетологии Южного Эссекса, Фонда психического здоровья и общественной помощи.

«Обезвоживание — обычная проблема для пожилых людей, особенно если они страдают старческим слабоумием и живут самостоятельно. Но им очень важно пить достаточно жидкости, особенно если они принимают мочегонные препараты ».

Обезвоживание может привести к хроническому запору и, в более тяжелых случаях, к спутанности сознания и проблемам с координацией, которые можно принять за общие признаки старения.

«Но как только этих людей помещают в больницу и ставят капельницу, они в порядке».

Шукла советует людям, которые беспокоятся о необходимости часто ходить в туалет ночью, чтобы убедиться, что они пьют достаточно жидкости в течение дня, а затем ограничить потребление вечером перед сном.

По моче можно определить, достаточно ли жидкости вы пьете

Верно. Доктор Дойл говорит, что цвет вашей мочи, вероятно, самый простой способ определить, достаточно ли вы пьете жидкости.

«В основном он должен быть четким и обильным», — говорит она. «Если вы обнаружите, что ваша моча темного цвета и вы излучаете только небольшие объемы, вам нужно пить больше».