ماذا تفعل هذه الحاسبة
تُخبرك حاسبة طاقة تسخين الماء بمقدار الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة كمية معينة من الماء. وهذا مفيد عند اختيار سخان ماء مناسب، أو تقدير فواتير الكهرباء والغاز، أو تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية، أو تحضير المشروبات الساخنة، أو حل واجبات الفيزياء. وتعتمد الحاسبة على معادلة الحرارة النوعية العامة، لذا فهي صالحة للاستخدام في أي مكان في العالم.
كيفية الاستخدام
أدخل حجم الماء باللتر، ودرجة الحرارة الابتدائية ودرجة الحرارة المستهدفة بالدرجة المئوية، ثم كفاءة السخان كنسبة مئوية (استخدم 100% للطاقة المثالية أو النظرية). تُظهر لك الحاسبة الطاقة بالكيلوواط ساعة والكيلوجول والجول. وبما أن لتراً واحداً من الماء يزن كيلوغراماً واحداً تقريباً، فإن الحجم باللتر يُعامَل مباشرةً ككتلة بالكيلوغرام.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$Q = m \times c \times \Delta T$$ حيث Q هي الطاقة الحرارية بالجول، وm كتلة الماء بالكيلوغرام، وc السعة الحرارية النوعية للماء (4186 جول/كغ·°م)، و\(\Delta T\) هو الفرق في درجة الحرارة (النهائية ناقص الابتدائية). ولتحويل الجول إلى كيلوواط ساعة، اقسم على 3,600,000. وعندما تكون الكفاءة أقل من 100%، تكون الطاقة الفعلية التي يجب توفيرها أكبر: $$Q_{actual} = \frac{m \times c \times \Delta T}{\eta}$$
مثال محلول
تسخين 50 لتراً من الماء من 15 °م إلى 60 °م بكفاءة 100%: \(\Delta T = 45\) °م، \(m = 50\) كغ. $$Q = 50 \times 4186 \times 45 = 9{,}418{,}500 \text{ جول} = 2{,}615.7 \text{ كيلوجول}$$ وبالقسمة على 3,600,000 نحصل على نحو 2.616 كيلوواط ساعة.
الأسئلة الشائعة
لماذا نستخدم 4186 جول/كغ·°م؟ لأنها السعة الحرارية النوعية للماء السائل قرب درجة حرارة الغرفة، وهي تتغير تغيراً طفيفاً فقط مع اختلاف درجة الحرارة.
هل يشمل الحساب فقدان الحرارة؟ القيمة المثالية لا تشمله. استخدم خانة الكفاءة لمراعاة الفقد في السخانات الحقيقية (السخانات الكهربائية عادةً ~95–100%، وخزانات الغاز ~55–70%).
هل يمكنني استخدام الغالون؟ حوّله أولاً — الغالون الأمريكي ≈ 3.785 لتر، والغالون الإمبراطوري (البريطاني) ≈ 4.546 لتر.
