10L의 물을 1도 올리는데 필요한 열량과 그에 따른 태양광의 소비전력을 구해야 합니다.
제가 작성한 풀이에서는 11.62Wh의 소비전력을 가진 태양광 패널이 필요하다고 풀이가 나옵니다.
아래 풀이는 주울의 법칙에서 구한 공식의 Q(에너지)가 전기에너지라는 가정하에
(열에너지<-> 전기에너지) 변환 공식을 적용하지 않았습니다.
제가 궁금한 점은 아래의 J를 전기에너지로 취급해서 푸는게 맞는지,
아니면 41800J를 열에너지로 취급해서 전기에너지로 변환하는 공식을 적용한 뒤에 다시 적용해야 하는지가 궁금합니다.
[풀이]
1cal = 4.184J
Q = 4.184J/g*K
필요한 에너지 = (물을 1도 올리는데 필요한 열량) * (물의 질량) * (온도 상승량)
1g 물을 1도 올리는데 필요한 열량 공식
4.184J/g*K or 4.184J/g*C
10L(10000g) 물을 1도 올리는데 필요한 열량 공식
4.184J * 10000g * 1C
Q = 41840J
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전력
전력의 단위는 'W(와트)'
전력 1W는 전기 에너지 1J이 1초 동안 흘렀을 때, 전압 1V - 전류 1A의 전력 크기.
1W = 1J/1s = 1V * 1A
(전력) = 전기에너지 / 시간 = 전압 * 전류
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전력량
전기 기구가 일정한 시간동안 사용한 전력의 양을 '전력량'
1Wh = 1W x 1h
(1Wh = 전력 1W의 전기 기구가 1시간(1h)동안 작동하며 사용한 전력의 양)
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1Wh = 전기에너지(3600J) , 열량(860cal)
* 10L의 물을 1도 올리는데 필요한 열량 -> 10000 cal = 41840J
1Wh = 41840J or 10000cal
* 즉, 1시간에 41840J, 10000cal이 필요함.
xW * (h)3600s = 10000cal or 41840J
xW =41840J / 3600s
x = 11.62
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