Tóm tắt:

\(m_1=500g=0,5kg\)

\(V_2=2l\)

\(\Rightarrow m_2=2kg\) 

\(c_1=880J/kg.K\)

\(c_2=c_3=4200J/kg.K\)

\(t_1=100^oC\) 

\(\Rightarrow\Delta t_1=70^oC\)

\(t=30^oC\)

\(t_2=20^oC\)

\(\Rightarrow\Delta t_2=10^oC\)

________

\(V_3=?l\) 

Theo pt cần bằng nhiệt ta có:

\(Q=Q_3\)

\(\Rightarrow Q_1+Q_2=Q_3\)

\(\Rightarrow m_1c_1\Delta t_1+m_2c_2\Delta t_1=m_3c_3\Delta t_2\)

\(\Rightarrow0,5\cdot880\cdot70+2\cdot4200\cdot70=m_3\cdot4200\cdot10\)

\(\Rightarrow618800=42000m_3\)

\(\Rightarrow m_3=\dfrac{618800}{42000}\)

\(\Rightarrow m_3\approx15kg\)

\(\Rightarrow V_3=15l\)

Theo phương trình cân bằng nhiệt:
\(Q_1+Q_2=Q_3\\ \Leftrightarrow\left(m_1.c_1+m_2.c_2\right).\left(t_1-t\right)=m_3.c_2.\left(t-t_2\right)\\ \Leftrightarrow\left(0,5.880+2.4200\right)\left(100-30\right)=m_3.4200.\left(30-20\right)\\ \Leftrightarrow m_3\approx14,73kg\\ \Rightarrow V_3=14,73l\)

1 chậu nhôm khối lượng 500g đựng 2 lít nước sôi.Phải thêm vào chậu bao nhiêu lít nước ở \(20^oC\) để có nước \(30^oC\) ?Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là:\(C_0\) =880J/Kg.K,\(C_1\) =4200J/Kg.K   

.

Tóm tắt:

Nhôm m1 = 0,5kg

           c1 = 880J/kg.K

Nước m2 = 2kg

           c2 = 4200J/kg.K

t1 = 25⁰C

t2 = 100⁰C

t = 20' = 1200 s

Qhp = 30%.Q_tỏa

P (hoa) = ?

Giải:

Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25⁰C tới 100⁰C là:

Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J )

Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25⁰C tới 100⁰C là:

Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J )

Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết:

Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) (1)

Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút là:

\(H=\frac{Q}{Q_{tp}}\Rightarrow Q=Q_{tp}.H\)

mà Qtp = A = P.t => \(Q=H.P.t\Rightarrow P=\frac{Q}{H.t}\) (2)

 Tính hiệu suất: H = 100% - 30% = 70%

Từ ( 1 ) và ( 2 ) : P = \(\frac{Q}{H.t}=\frac{663000.100}{70.1200}=789,3\left(W\right)\)

Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25^oC tới 100^oC là: 
\(Q_1=m_1.c_1\left(t_2-t_1\right)=0,5.880.100-25=33000\left(J\right)\)
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25^oC tới 100^oC là: 

\(Q_2=m.c\left(t_2-t_1\right)=2.4200.\left(100-25\right)=630000\left(J\right)\)

Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: 
\(Q=Q_1+Q_2=33000+630000=663000\left(J\right)\) (1)

Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút là: 
\(H=\frac{Q}{Q_{tp}}\Rightarrow Q=H.Q_{tp}\)

Ta lại có: \(Q_{tp}=A=P.t\)

\(\Rightarrow Q=H.P.t\Rightarrow P=\frac{Q}{H.t}\) (2)
Tính hiệu suất:

\(\text{H = 100% - 30% = 70%}\)
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow P=\frac{Q}{H.t}=\frac{663000.100}{70.1200}=789,3\left(W\right)\)

Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25^oC tới 100^oC là:
\(Q_1=m_1.c_1\left(t_2-t_1\right)=0,5.880.100-25=33000\left(J\right)\)
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25^oC tới 100^oC là:

\(Q_2=m.c\left(t_2-t_1\right)=2.4200.\left(100-25\right)=630000\left(J\right)\)

Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết:
\(Q=Q_1+Q_2=33000+630000=663000\left(J\right)\) (1)

Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút là:
\(H=\frac{Q}{Q_{tp}}\Rightarrow Q=H.Q_{tp}\)

Ta lại có: \(Q_{tp}=A=P.t\)

\(\Rightarrow Q=H.P.t\Rightarrow P=\frac{Q}{H.t}\) (2)
Tính hiệu suất:

\(\text{H = 100% - 30% = 70%}\)
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow P=\frac{Q}{H.t}=\frac{663000.100}{70.1200}=789,3\left(W\right)\)

C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.

Trả lời:

+ Điện năng A = I²Rt = (2,4)².5.300 = 8640 J.

C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.

Trả lời:

+ Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được: Q = Q₁ + Q₂ ; trong đó

Nhiệt lượng nước nhận được Q₁ = c₁m₁ ∆t^o = 4200.0,2.9,5 = 7980 J.

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được Q₂ = c₂m₂ ∆t^o = 880.0,078.9,5 = 652 J.

Vậy Q = 7980 + 652 = 8632 J.

C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

Trả lời:

+ So sánh: ta thấy A lớn hơn Q một chú. Điện năng tiêu thụ đã có một ít biến thành nhiệt lượng được truyền ra môi trường xung quanh.

.