Vraag 20Elektrische eierkoker
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Aart heeft een elektrische eierkoker. Zie figuur 1. figuur 1 Deze eierkoker werkt als volgt: De eierkoker wordt gevuld met maximaal 7 eieren en een beetje koud water en afgedekt met een deksel. Na inschakelen wordt het water door een elektrisch verwarmingselement tot het kookpunt verhit en omgezet in waterdamp. De waterdamp verhit de eieren. Zodra het water volledig is verdampt, loopt de temperatuur van het element op tot boven 100 °C . Op dat moment schakelt het verwarmingselement uit en schakelt een zoemer in. Op de uitwerkbijlage staat een deel van het elektrisch schakelschema getekend. In de eierkoker zit een automatische schakelaar T met twee standen. Als de temperatuur lager is dan of gelijk is aan 100 °C staat de schakelaar in stand I. Als de temperatuur hoger is dan 100 °C staat de schakelaar in stand II . De eierkoker voldoet aan de volgende drie ontwerpeisen: 1 De eierkoker gaat aan en uit met een schakelaar S . 2 Als het verwarmingselement R aan is, brandt een controlelampje L. Beide werken op een spanning van 230 V . 3 Als de temperatuur boven de 100 °C komt, schakelen R en L uit en schakelt een zoemer Z in.
De eierkoker heeft een deksel met een gaatje waar waterdamp door ontsnapt. Zie figuur 1. De werktijd t is de tijd tussen het aanzetten van de eierkoker en het automatisch uitschakelen van het verwarmingselement. Aart meet nog zonder eieren hoe t afhangt van de massa van het water. Hij voert de metingen uit zonder deksel en met deksel. Het resultaat staat in figuur 2. figuur 2 Aart ziet dat waterdamp op het deksel condenseert en terugloopt in de eierkoker.
De werktijd t wordt bepaald door het ontwerp van de eierkoker. Op de uitwerkbijlage staat een tabel met mogelijke aanpassingen in het ontwerp.
In de gebruiksaanwijzing vindt Aart een tabel met een opvallende opmerking. Zie figuur 3. figuur 3 ‘Hoe meer eieren er gekookt worden, hoe minder water er toegevoegd hoeft te worden.’ aantal eieren 1 2 3 4 5 6 7 toe te voegen water ( gram ) 52 48 44 40 36 32 28 Aart meet t voor 1 tot en met 7 eieren en zet zijn resultaten in een grafiek. Zie figuur 4. Voor iedere meting zijn het deksel en de voorgeschreven hoeveelheid water gebruikt. figuur 4 In figuur 4 staat ook de grafiek van de eerdere metingen met deksel, zonder eieren. In figuur 4 is te zien dat t voor 7 eieren en 28 gram water veel langer is dan voor alleen 28 gram water. Voor 1 ei en 52 gram water is t maar iets langer dan voor alleen 52 gram water. Het rendement van het koken van de eieren is de verhouding tussen de nuttige energie die door de eieren is opgenomen en de totale elektrische energie die de eierkoker heeft opgenomen.
Het verwarmingselement heeft een vermogen van 320 W . Op internet leest Aart dat een ei tijdens het koken ongeveer 14 kJ energie opneemt.
Tot slot wil Aart weten of eieren koken met de elektrische eierkoker energiezuiniger is dan eieren koken in een pan met water op een gaspit. Hij kookt vier eieren op een gaspit. Zie figuur 5. figuur 5 De elektrische eierkoker gebruikt voor het koken van vier eieren 5,7 ∙ 10 − 2 kWh elektrische energie. Met de pan gebruikt Aart 14 gram aardgas.
Toon met een berekening aan of de elektrische eierkoker energiezuiniger is dan de gaspit bij het koken van vier eieren. Ga uit van ‘Gronings’ aardgas (Binas) of ‘gemiddeld’ aardgas (Sciencedata).