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Activity: La Eficiencia del Calentamiento del Agua

Grade Level:
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Resumen de la Actividad: La energía del sitio es un subconjunto de energía primaria, que se refiere al subconjunto de combustibles primarios utilizados en el sitio, como el gas natural quemado para calentar, cocinar o calentar el agua en los hogares. Es importante entender que la eficiencia y las pérdidas del sistema relacionadas con el consumo de energía difieren mucho entre la energía primaria fuera del sitio y la energía del sitio. La conversión de la energía del sitio por una caldera dentro de una casa resulta en pocas pérdidas. Sin embargo, la conversión de energía primaria fuera del sitio y la posterior distribución de electricidad resulta en muchas más pérdidas. El seguimiento de las pérdidas de energía es necesario para entender la historia completa del consumo de energía en el entorno construido.

Mirando específicamente a la calefacción, esta actividad busca calcular la eficiencia del sistema de extremo a extremo de dos diferentes tipos de calentadores de agua. El primero usa electricidad producida fuera del sitio, distribuida a una casa y luego convertida en calor por una caldera eléctrica. El segundo usa gas natural en una caldera de combustión. Al igual que con todas las conversiones de energía, ambas experimentan pérdidas a través del ciclo de vida de la energía, pero de diferentes maneras y con diferentes efectos. La eficiencia total de extremo a extremo es un producto de todas las eficiencias de los componentes.

Procedimiento:

Los ciclos de energía de los dos tipos de calentadores de agua son ilustrados en las imágenes de esta página. Un par de imágenes contienen la respuesta a esta actividad. Proporcione la eficiencia para cada etapa del viaje de energía desde la fuente hasta el agua caliente o proyecte o imprima la versión del estudiante de las imágenes que siguen.

Antes de comenzar, explique que la eficiencia, de extremo a extremo, de un sistema de energía es el producto de la eficiencia de las conversiones de los componentes. La eficiencia de una fuente primaria es 1 porque no se está realizando ninguna conversión. La eficiencia de una conversión en la que se pierde toda la energía es 0.0. La eficiencia de cada conversión cae en algún punto intermedio debido a la segunda ley de la termodinámica.

Los estudiantes deben usar lo que saben sobre fracciones y decimales para calcular la eficiencia general de los dos diferentes calentadores de agua multiplicando el valor de cada una de las eficiencias de los componentes.

Viaje de energía para un calentador de agua eléctrico
Viaje energético para un calentador de agua de gas
Respuesta para el calentador de agua eléctrico
Respuesta para el calentador de agua de gas

TEKS

MATH.7.3A, MATH.7.3B, MATH.6.3B, MATH.6.3E

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