måndag 27 december 2010

[Nörderier] Kan du värma din lägenhet med kranvatten?

Min kollega bor i en etta på söder som blir kall på vintern. Han funderade på hur varmt det skulle bli om han hällde upp hett kranvatten i en kastrull och använde som element.

Min kollega är lika nördig som jag så självklart började han resonera sig fram till ett svar.
  • Han har en kastrull som rymmer 5 liter
  • Hett kranvattnet blir cirka 60°C.
  • Det är 18°C i lägenheten.
  • Vatten har en värmekapacitet4,18 joule per gram och grad.
Värmekapacitet är ett mått på hur mycket energi (mätt i joule) som krävs för att höja temperaturen av ett gram av ett material en grad. Värmekapaciteten är olika för olika material. För vatten är det 4,18 joule per gram och grad. Vill du värma tio gram vatten från 20°C till 21°C krävs det 41,8 Joule.

Om du ställer fram något varmt så kommer energin att spridas i rummet, så att den varma saken svalnar. Hur mycket energi som frigörs mäts räknas också med värmekapacitet på exakt samma sätt som när du värmer något.

Så vi har 5 liter, det vill säga 5 000 gram, vatten med en temperatur på 60°C som kommer att svalna ner till  18°C, en minskning på 42°C, och avge 4,18 joule per gram och grad.

5000 x 42 x 4,18 = 877 800 joule

Men hur mycket är 877 800 joule? Och vad är en joule? Det man är van vid att höra är ju watt. "En 60 W glödlampa", "ett 2000 W-element".
En watt är en joule per sekund.
Joule är en mått på energi, bara en siffra, på samma sätt som en meter är ett mått på avstånd och också bara en siffra. Fem meter, femton joule. Meter per sekund förklarar hur snabbt något går och watt förklarar hur mycket energi en apparat drar. När vi säger att något drar 60 W så menar vi att den drar 60 joule per sekund.

Eftersom de allra flesta tycker att joule är läskigt och att watt är mer okej så brukar man prata om wattimmar (Wh) eller kilowattimmar (kWh) istället för joule. En wattimme är så mycket energi som går åt om en apparat med en effekt på 1 watt får vara igång i en timme. Eftersom det går 3 600 sekunder motsvarar en wattimme 3 600 joule.
En watt är en joule per sekund.
En wattimme är en joule per sekund i 3 600 sekunder, det vill säga 3 600 joule.
Det betyder att vi kan konvertera från joule till wattimmar enkelt. Vi behöver bara dela med 3 600. Vi hade 877 800 joule så nu kan vi få reda på hur många wattimmar energi som frigörs när vattnet svalnar.
877 800 / 3 600 = 243,8 wattimmar
Hur mycket är 243,8 wattimmar? Min kollega har ett värmeelement med en effekt på 2 000 W, på en timme ger det 2 000 wattimmar. För att räkna ut hur lång tid hans värmeelement måste vara igång måste vi räkna lite till.
243,8 / 2 000 = 0,122
0,112 av en timme är 7 minuter och 18 sekunder.

Så om du tappar upp 5 liter 60°C hett vatten i en kastrull och låter det svalna till rumstemperatur så kommer du att tillföra lägenheten lika mycket energi som om du hade kört en värmare på 2 000 watt i 7 minuter och 18 sekunder.

Min kollega drog slutsatsen att det inte var värt besväret och jag förstod lite bättre varför jag blir kallad för Sheldon.