Varme drikke – hvad er prisen?
Vi skal afmåler 2 dl. vand og måler temperaturen. Thermometeret viser 20 grader celsius.
Vandet hældes på en kogekedel med en effekt på 2000 Watt. Et stopur sættes i gang og kedlen tændes. Efter 55 sekunder koger vandet og kedlen slukker selv. Før kedlen blev tændt viste el-måleren et forbrug på 280 Watt.
(Moderne digitale elmålere kan vise det øjeblikkelige forbrug ved tyk på en knap.)
Forbruget steg til 2.280 Watt under opvarmningen af vandet. Kedlens påtrykte effekt passer altså.
Hvor meget energi har vi brugt?
Vi har opvarmet 200 gram vand 80 grader – det giver 16.000 calorier, som vi ganger med 4,184 for at få energien målt i joule. Resultatet er: 66.944 joule. Det er det teoretiske forbrug.
Mens vandet blev opvarmet i kedlen har der naturligvis været et tab af varme til omgivelserne.
2000 Watt er en ydelse på 2000 Joule per sekund. 2000 joule/sek x 55 sek = 110.000 joule.
En kiloWatttime er 1000 joule/sek i 60 x 60 sek = 3.600.000 joule og koster ca. 2,25 kr.
Det kogende vand har kostet 110.000 / 3.600.000 x 2,25 kr. = 0,06875 krone eller ca. 7 øre.
Det er jo fantastisk billigt. Og særdeles praktisk; der skal jo hverken samles brænde eller laves bål.
Havde man i stedet kogt en hel liter vand for kun at bruge de 2 centiliter, så ville prisen have været 35 øre.
Skulle de 110.000 joule producere af en aupairpige på en motionscykel tilkoblet elnettet,så ville det med en ydelse på 250 watt (hvilket er noget anstrengende) tage hende 110.000/250 = 440 sekunder. Det svarer til 7 minutter og 20 sekunder.
I praksis ville det tage meget længere tid da kedlen konstant afgiver varme til omgivelserne. Man kan tvivle på at det overhovedet ville kunne lade sig gøre, med mindre man havde en superisoleret thermo-kogekedel.
For sjov skyld prøver vi lige at regne ud hvad den stakkels aupairpige kan producere af strøm på en hel time: Det bliver naturligvis 250/1000 = 0,25 kiloWatt – vi ganger med 2,25 kr./kilowatt og får ca. 56 øre. Hverken en toptrænet cykelrytter eller Joachim B. Olsen ville kunne nå at producere elektricitet for over en krone i timen. Og ingen vil kunne brødføde sig selv ved at producere strøm. Ihvertfald ikke med danske fødevarepriser.
En 1.000 kg tung bil kører 72 km/t
Med 3.600 sekunder i timen kører bilen så 20 meter/sek.
Bilen bevægelsesenergi er ½m x v x v (den halve masse x hastigheden i anden)
0,5 x 1000 x 20 x 20 = 200.000 joule
Hvis bilen skal bringes til standsning, så koster det altså 200.000 joule. Og hvis bilen igen skal bringes op på 20 meter/sekund, så koster det naturligvis også 200.000 joule. Her ser vi i første omgang bort fra rullemodstand og vindmodstand. Bilen i eksemplet er en el-bil og energitabet ved opladning / afladning af batteri, samt tab i bilens el-motorer er heller ikke medregnet.
200.000 joule koster 200.000 / 3.600.000 x 2,25 = 0,125 krone.
Havde bilen vejet 110.000/200.000 = 550 kg. ville prisen for acceleration / nedbremsning have været den samme, som prisen for at koge de 200 gram vand.
Den teoretiske omkostning for et start/stop (tissepause, rødt lys og vigepligt er altså 25 øre.