Calculadora de tiempo de calentamiento del agua
Cuánto se tarda en calentar agua con una potencia dada.
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Relaciona volumen de agua líquida, aumento de temperatura y potencia con tiempo de calentamiento. Para 100 l de 10 a 60 °C, calor útil 5,814 kWh; con 95% la fuente aporta 6,120 kWh, por lo que 2 kW tarda 3,060 horas. Ambas energías aparecen separadas. El modelo conservado supone 1 l≈1 kg y capacidad constante 4186 J/(kg·°C); excluye hielo, vapor, calentamiento del depósito y pérdidas variables.
Cómo funciona
Fórmula y lógica
Para agua líquida se aproxima 1 l≈1 kg y c≈4186 J/(kg·K) constante. Calor útil Q=V×c×(T_final−T_inicial), η=rendimiento/100, potencia útil=P×1000×η vatios. Tiempo=Q/(P×1000×η) segundos. Energía muestra Q/3600000 kWh; Energía de la fuente Q/(η×3600000), usada para el coste. Dominio 0≤T_inicial<T_final≤100°C a presión aproximadamente ordinaria, sin fusión, vaporización ni calentamiento del recipiente.
Ejemplo
Cien litros de 10 a 60 grados con 2 kW y un 95 % tardan 3,06 horas. Calor útil 5,813889 kWh; a 95% la fuente aporta 6,119883 kWh. A 100% coinciden.
Campos y unidades
- Volumen de agua, l — L
- Temperatura inicial, °C — °C
- Temperatura objetivo, °C — °C
- Potencia del calentador, kW — kW
- Rendimiento, % — sin unidad
Cómo se usa
- — Introduce litros de agua líquida; el modelo aproxima 1 l a 1 kg.
- — Fija temperaturas 0–100 °C, final mayor; se excluyen hielo y vapor.
- — Introduce potencia de la fuente y eficiencia fija coherente, no un porcentaje elegido solo por combustible.
- — Para costes usa energía de la fuente, no calor útil; no se incluye mantenimiento de temperatura.
Método y limitaciones
- Método de cálculo
- Fórmula y lógica
- Fuente de datos o norma
- OpenStax College Physics 2e: Q=mcΔT sin cambio de fase; 4186 J/(kg·K) como aproximación para agua NIST: agua congela cerca de 0 °C y hierve cerca de 100 °C; diferencias K y °C iguales
- Limitación
- Dominio 0≤T_inicial<T_final≤100°C a presión aproximadamente ordinaria, sin fusión, vaporización ni calentamiento del recipiente.
FAQ
¿Por qué calentar agua consume tanta energía?
El modelo usa 4186 J por kg y grado. Así 100 l y 50 °C necesitan 20,93 MJ de calor útil, o 5,814 kWh. Es una constante elegida para agua líquida, no su capacidad exacta a cualquier temperatura.
¿Qué se gana con el doble de potencia?
Con igual volumen, aumento y eficiencia, el tiempo del modelo se reduce exactamente a la mitad. Calor útil y energía de la fuente no cambian. Las pérdidas reales pueden depender de duración; no se comprueban requisitos de conexión.
¿Hay que tener en cuenta el enfriamiento?
No se calculan pérdidas variables por separado. La eficiencia aplica una fracción constante de potencia durante todo el calentamiento. No supongas que basta para un recipiente abierto; depósito, enfriamiento y mantenimiento térmico pueden necesitar otro modelo.
¿Por qué un calentador de gas tiene menos rendimiento?
Puede salir energía con gases o por la carcasa, pero la proporción depende del equipo y condiciones. No se fija eficiencia universal según combustible; condensación y poder calorífico no se modelan. Introduce datos coherentes del calentamiento concreto.