Skip to content

Electric kettle test: efficiency and specific heat capacity

How large is the electric kettle's efficiency in my experiment?

Answer: Det klassiske forsøg i fysik: du varmer en kendt mængde vand i en elkedel og måler temperaturen før og efter, effekten (med en energimåler eller typeskiltet) og tiden. Beregneren finder den varme vandet har fået (Q = m·c·ΔT), den elenergi kedlen har brugt (E = P·t) og nyttevirkningen. Den viser også den specifikke varmekapacitet, du ville få ud af målingen, hvis al energien gik til vandet. Det er sådan, du vurderer varmetabet i rapporten.

Formula

Q = m · c · ΔT, hvor ΔT = sluttemperatur − starttemperatur

E_tilført = P · t

Nyttevirkning η = Q ÷ E_tilført × 100 %

Målt varmekapacitet (hvis η antages at være 100 %): c = P · t ÷ (m · ΔT). Den er altid større end tabelværdien, fordi kedlen og luften også bliver varme.

Symbols and units in the formula
SymbolMeaningUnit
masseMass of the waterkg
cSpecifik varmekapacitet (vand = 4.186)J/(kg·K)
t_startStart temperature°C
t_slutFinal temperature°C
effektBoiler power (measured with energy meter)W
tidHeating-up times
=Efficiency%
=Heat released in water, QJ
=Tilført elenergi, E = P·tJ
=Heat capacity measured without lossJ/(kg·K)
=Lost energyJ

Validity and source

Source
Physics B curriculum (htx): energy conversion, heat capacity and efficiency; c for water from data book

Does not apply when

  • Mål effekten med en energimåler mellem stik og kedel, hvis I har en: typeskiltet giver kun den nominelle effekt. Stop opvarmningen før kogning, ellers går energi til fordampning, som Q = m·c·ΔT ikke tæller med. Rør rundt før du aflæser sluttemperaturen.

Worked example

The calculator's own default values inserted. The figures are calculated with exactly the formula the tool uses.

Substituted

  • Mass of the water1 kg
  • Specifik varmekapacitet (vand = 4.186)4,186 J/(kg·K)
  • Start temperature18 °C
  • Final temperature80 °C
  • Boiler power (measured with energy meter)2,000 W
  • Heating-up time150 s

Giver

  • Efficiency86.5 %
  • Heat released in water, Q259,532 J
  • Tilført elenergi, E = P·t300,000 J
  • Heat capacity measured without loss4,839 J/(kg·K)
  • Lost energy40,468 J

The calculator itself is locked

Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.

Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.

Sådan bruger du den

Forsøget hvor du varmer vand med en elkedel eller en dyppekoger og måler, hvor meget af elenergien der ender i vandet. Det bruges til nyttevirkning i fysik og til at bestemme vands specifikke varmekapacitet.

Step by step

  1. Vej vandet (eller mål volumenet: 1 mL ≈ 1 g).
  2. Mål starttemperaturen, tænd for kedlen og start uret samtidig.
  3. Sluk før kogning, rør rundt og aflæs sluttemperaturen.
  4. Aflæs effekten på energimåleren (eller typeskiltet).
  5. Aflæs nyttevirkningen og den målte varmekapacitet, og sammenlign med databogens 4.186 J/(kg·K).

Typical errors

  • At lade vandet koge. Så går energi til fordampning, og ΔT stiger ikke mere.
  • At aflæse temperaturen uden at røre rundt. Vandet er varmest øverst.
  • At bruge typeskiltets effekt, når en energimåler er til rådighed. Netspændingen er sjældent præcis 230 V.

Examples from everyday life

Elkedel med 1 liter

1,00 kg vand varmes fra 18 °C til 80 °C på 150 s. Energimåleren viser 2.000 W.

Mass of the water
1 kg
Specifik varmekapacitet (vand = 4.186)
4,186 J/(kg·K)
Start temperature
18 °C
Final temperature
80 °C
Boiler power (measured with energy meter)
2,000 W
Heating-up time
150 s

It means: Nyttevirkningen er 86.5 %. Vandet fik 259,532 J af de 300,000 J. Uden tab ville målingen give c = 4,839 J/(kg·K).

Mindre kedel, halv liter

0,50 kg vand fra 20 °C til 70 °C på 130 s med en 1.000 W rejsekedel.

Mass of the water
0.5 kg
Specifik varmekapacitet (vand = 4.186)
4,186 J/(kg·K)
Start temperature
20 °C
Final temperature
70 °C
Boiler power (measured with energy meter)
1,000 W
Heating-up time
130 s

It means: Nyttevirkningen bliver 80.5 %, og tabet er 25,350 J. Med lidt vand i en stor kedel går en større del til selve kedlen.

Dyppekoger i et bægerglas

0,25 kg vand i et åbent bægerglas fra 15 °C til 45 °C på 95 s med en 500 W dyppekoger.

Mass of the water
0.25 kg
Specifik varmekapacitet (vand = 4.186)
4,186 J/(kg·K)
Start temperature
15 °C
Final temperature
45 °C
Boiler power (measured with energy meter)
500 W
Heating-up time
95 s

It means: Her er nyttevirkningen kun 66.1 %. Det åbne glas taber varme til luften og bordet, og målt uden tab ville c blive 6,333 J/(kg·K).

Rule of thumb

En god elkedel ligger på 80-90 %. Et åbent bægerglas med dyppekoger ofte 60-75 %.

How to check the answer

Q + tab skal give P·t. Den målte c skal altid være større end 4.186, ellers er der en målefejl.