1 litro de água para ser aquecido em 1 grau Celsius, precisa de 4,186 joules de energia
1 watt = 1 joule por segundo
Então convertendo para kW/h, que é o que utilizamos nas contas de luz, temos a formula aproximada (erro menor que 1%, mas lembrar que estamos lidando com KiloWatts):
Potencia(kWatts) = total_agua(Litros) x temperatura_subir(Celsius) / 853 (contante)
Então, aquecer 40 litros em 30C, em uma hora exige:
P = 40×30/853
P = 1.40kWatts (real custo é 1395.33Watts, mas a fórmula é uma aproximação)
Então, aquecer 40 litros em 30C, em meia hora exige:
P = 2.8kWatts
Então, aquecer 40 litros em 30C, em quinze minutos exige:
P = 5.6kWatts
Então, aquecer 40 litros em 30C, em dez minutos exige:
P = 8.4kWatts
Nosso chuveiro é de 4 a 5.4kWatts em média, apenas para referência.
Lembrar que isto é ignorando a perda de calor para o ambiente. Quanto mais frio e qto mais vento, ou seja, menor o isolamento, tende a precisar de mais energia para compensar a perda para o meio.