¿se podría medir esto empiricamente?

Piensa piensa

Es veves y se nota.

Ufff...buen dilema. Yo dudo entre si es más eficiente la primera o la segunda opción


Yo tengo una gran duda también entre dos supuestos:

a) Eres profundamente gilipollas
b) Eres profundamente gilipollas

Puedes hacerlo con prueba y error o mediante ecuaciones, Modelo termodinámico a traves de:
Q=m⋅c⋅ΔT



Modelo termodinámico

Cuando hervimos agua, parte del calor suministrado por la fuente se utiliza para:

1. Aumentar la temperatura del agua hasta el punto de ebullición.
2. Compensar las pérdidas de calor al ambiente (que son mayores sin tapa).
3. Vaporizar el agua (cuando comienza a hervir).

La eficiencia se puede analizar comparando las pérdidas de calor en ambos casos.

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Cálculo aproximado

Energía necesaria para calentar el agua (sin pérdidas)

La energía necesaria para llevar el agua desde la temperatura inicial (TiT_iTi​) hasta 100 °C (TfT_fTf​) es:
Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta TQ=m⋅c⋅ΔTDonde:

• QQQ es el calor necesario (en joules, J).
• mmm es la masa del agua (en kg).
• c=4186 J/kg\cdotp°Cc = 4186 \, \text{J/kg·°C}c=4186J/kg\cdotp°C es el calor específico del agua.
• ΔT=Tf−Ti\Delta T = T_f - T_iΔT=Tf​−Ti​ es el cambio de temperatura.

Ejemplo: Para calentar 1 litro de agua (m=1 kgm = 1 \, \text{kg}m=1kg) desde 25 °C hasta 100 °C:
Q=1⋅4186⋅(100−25)=313,950 J.Q = 1 \cdot 4186 \cdot (100 - 25) = 313,950 \, \text{J}.Q=1⋅4186⋅(100−25)=313,950J.

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Pérdidas de calor al ambiente

Sin tapa, se pierde calor por:

1. Convección: Intercambio de calor con el aire alrededor.
   Qconv=h⋅A⋅(Tagua−Tamb)Q_{\text{conv}} = h \cdot A \cdot (T_{\text{agua}} - T_{\text{amb}})Qconv​=h⋅A⋅(Tagua​−Tamb​)Donde:
   
   • hhh es el coeficiente de transferencia de calor por convección (depende de las condiciones).
   • AAA es el área de la superficie expuesta del agua.
   • TaguaT_{\text{agua}}Tagua​ y TambT_{\text{amb}}Tamb​ son las temperaturas del agua y el ambiente.
   
   
2. Evaporación: El calor se usa para convertir agua líquida en vapor.
   Qevap=mevap⋅LvQ_{\text{evap}} = m_{\text{evap}} \cdot L_vQevap​=mevap​⋅Lv​

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Relación entre eficiencia y pérdidas

La eficiencia térmica del sistema se define como:
η=QutilizadoQtotal⋅100%\eta = \frac{Q_{\text{utilizado}}}{Q_{\text{total}}} \cdot 100 \%η=Qtotal​Qutilizado​​⋅100%

• Con tapa: Menores pérdidas de calor, mayor η\etaη.
• Sin tapa: Mayores pérdidas de calor, menor η\etaη.