Dùng một cái bếp đun sôi nóng nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2l nước ở nhiệt độ 25oC. Bếp hoạt động với hiệu suất là 75%. (Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880 J/kgK và 4200 J/kgK)
1) Tính nhiệt lượng để đun sôi nóng nước.
2) Tính thời gian đun sôi nóng nước biết rằng cứ 1 giây bếp cung cấp một nhiệt lượng là 750J.
3) Đổ lượng nước đã đun sôi này vào 5l nước ở 30oC. Tính nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt.
Dùng một cái bếp đun sôi nóng nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2l nước ở nhiệt độ 25oC. Bếp hoạt động với hiệu suất là 75%. (Cho biết nhiệt dun
By Kaylee
Đáp án:
1. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:
$Q = (m_1.c_1 + m_2.c_2).\Delta t^0 = (0,5.880 + 2.4200)(100 – 25) = 663000 (J)$
2. Ta có: $\mathscr{H} = \dfrac{Q_i}{Q_{tp}} \to Q_{tp} = \dfrac{Q_i}{\mathscr{H}}$
Nhiệt lượng thực tế bếp toả ra là:
$Q_{tp} = \dfrac{663000}{0,75} = 884000(J)$
Thời gian đun sôi nước:
$t = \dfrac{Q_{tp}}{750} = \dfrac{884000}{750} \approx 1178,7 (s)$
3. Gọi nhiệt độ cân bằng của hệ là $t$
Nhiệt lượng mà nước ở $100^0C$ toả ra là:
$Q_{toả} = m_1.c.\Delta t_1 = 2.c.(100 – t)$
Nhiệt lượng mà nước ở $30^0C$ thu vào là:
$Q_{thu} = m_2.c\Delta t_2 = 5.c.(t – 30)$
Phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{toả} = Q_{thu}$
$\to 2c(100 – t) = 5c(t – 30) \Leftrightarrow t = 50$
Vậy nhiệt độ cân bằng là: $t = 50^0C$
Giải thích các bước giải:
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Tóm tắt:
m1 = 0,5 kg
m2 = 2 lít = 2kg
m3 = 5l = 5kg
t1 = 25oC
t2 = 100oC
t3 = 30oC
c1 = 880 J/kg.K
c2 = 4 200 J/kg.K = c3
1/. Qtỏa = ? J
2/. t = ? giây
3/. t = ?oC
Giải:
1/. Nhiệt lượng bếp tỏa ra để đun sôi nước và ấm nhôm là:
Qtỏa = m1 . c1. (t2 – t1) + m2 . c2 . (t2 – t1) = 0,5. 880. ( 100 – 25) + 2 . 4 200 . ( 100 – 25) = 33 000 + 630 000 = 663 000 J
Vì bếp hoạt động với hiệu suất 75% nên nhiệt lượng thực tế cần đun sôi nước là:
Q = `(Qtỏa)/75` . 100 = 884 000 J
2/. Thời gian đun sôi nước là:
t = `(884 000)/750` = 1 178,67 (giây)
3/. Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Qtỏa = Qthu
⇔ m2.c2 .( 100 – t) = m3.c3 . ( t – 30)
⇔ 2. 4 200 .( 100 – t) = 5 . 4 200. ( t – 30)
⇔ 840 000 – 8 400t = 21 000t – 630 000
⇔ 21 000t + 8 400t = 840 000 + 630 000
⇒ t = 1 470 000 : 29 400 =50oC
Vậy nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt là 50oC
Chúc bạn học tốt.
NOCOPY