Đun sôi một ấm nước bằng bếp điện. Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U1 = 200V

Câu hỏi số 216349:

Vận dụng cao

Đun sôi một ấm nước bằng bếp điện. Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₁ = 200V thì sau thời gian t₁ = 5 phút nước sôi, khi sử dụng bếp điện này với hiệu điện thế U₂ =100V thì sau thời gian t₂ = 25 phút nước sôi.

Hỏi khi sử dụng bếp điện này với hiệu điện thế U₃ = 150V thì sau bao lâu nước sôi ? Biết nhiệt lượng hao phí tỷ lệ thuận với thời gian đun. Coi điện trở của bếp không thay đổi theo nhiệt độ.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:216349

Phương pháp giải

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt Q_thu = Q_tỏa

Công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt

Giải chi tiết

Do cùng đun để nước trong ấm sôi ở 100⁰C nên trong mỗi trường hợp ấm nước cùng thu lại cùng một nhiệt lượng

Do sử dụng cùng một bếp điện để đun sôi nước nên bếp điện có cùng một điện trở R

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₁ = 200V:

Q_hp1 = Q_tỏa1 – Q_thu <=> kt₁ = \({{U_1^2} \over R}.{t_1}\)- Q_thu (1)

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₂ = 100V:

Q_hp2 = Q_tỏa2 – Q_thu <=> kt₂ = \({{U_2^2} \over R}.{t_2}\)- Q_thu (2)

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₃ = 150V:

Q_hp3 = Q_tỏa3 – Q_thu <=>kt₃ =\({{U_3^2} \over R}.{t_3}\) - Q_thu (3)

Từ (2) và (1) Ta có

\(\eqalign{ & k\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = {{U_2^2} \over R}.{t_2} - {{U_1^2} \over R}.{t_1} \cr & \Leftrightarrow k\left( {25 - 5} \right) = {{{{100}^2}} \over R}.25 - {{{{200}^2}} \over R}.5 = > kR = 2500 \cr} \)

Từ (3) và(1) ta có

\(\eqalign{ & k\left( {{t_3} - {t_1}} \right) = {{U_3^2} \over R}.{t_3} - {{U_1^2} \over R}.{t_1} \cr & \Leftrightarrow k\left( {{t_3} - 5} \right) = {{{{150}^2}} \over R}.{t_3} - {{{{200}^2}} \over R}.5 = > kR = 2500 \cr} \)

Thay kR = 2500 => t₃ = 9,375 phút

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link