برای محاسبه بازده یک گرم کن الکتریکی، نیاز داریم که ابتدا انرژی مصرفی و انرژی مفید (انرژی که برای افزایش دما به کار رفته) را محاسبه کنیم.
**مرحله ۱: محاسبه انرژی مصرفی گرم کن**
توان گرم کن \( P = 700 \) وات و زمان \( t = 20 \) دقیقه است. ابتدا زمان را به ثانیه تبدیل میکنیم:
\[
t = 20 \text{ دقیقه} \times 60 \text{ ثانیه/دقیقه} = 1200 \text{ ثانیه}
\]
حال انرژی مصرفی را محاسبه میکنیم:
\[
E_{\text{مصرفی}} = P \times t = 700 \text{ وات} \times 1200 \text{ ثانیه} = 840000 \text{ ژول}
\]
**مرحله ۲: محاسبه انرژی مفید**
برای محاسبه انرژی مفید، از فرمول گرما استفاده میکنیم:
\[
Q = m \times c \times \Delta T
\]
که در آن:
- \( m = 3 \) کیلوگرم (جرم آب)
- \( c = 4170 \) ژول بر کیلوگرم درجهی سانتیگراد (حرارت مخصوص آب)
- \( \Delta T = 60 \) درجهی سانتیگراد (افزایش دما)
حالا این مقادیر را در فرمول قرار میدهیم:
\[
Q = 3 \text{ kg} \times 4170 \text{ J/kg°C} \times 60 \text{ °C}
\]
\[
Q = 3 \times 4170 \times 60 = 750600 \text{ ژول}
\]
**مرحله ۳: محاسبه بازده**
بازده (Efficiency) با فرمول زیر محاسبه میشود:
\[
\text{بازده} = \frac{E_{\text{مفید}}}{E_{\text{مصرفی}}} \times 100\%
\]
حالا مقادیر را جایگزین میکنیم:
\[
\text{بازده} = \frac{750600 \text{ ژول}}{840000 \text{ ژول}} \times 100\%
\]
\[
\text{بازده} = \frac{750600}{840000} \times 100\% \approx 89.5\%
\]
بنابراین، بازده این گرم کن حدود \( 89.5\% \) است.
