Phòng tắm của Dũng có một vòi hoa sen với nhiều lỗ phun nước nhỏ. Tổng diện tích các lỗ

Câu hỏi số 343084:

Vận dụng cao

Phòng tắm của Dũng có một vòi hoa sen với nhiều lỗ phun nước nhỏ. Tổng diện tích các lỗ phun nước là S = 10mm² (thông số này đã được nhà sản suất ghi sẵn trên tờ thông tin kĩ thuật). Trước khi phun ra khỏi vòi tắm, nước được chảy qua một bộ phận đun nóng trực tiếp. Cho công suất tiêu thụ điện của bộ đun nóng nước này là P = 2,8kW; hiệu suất chuyển tải điện năng thành nhiệt năng cung cấp cho dòng nước phun ra là H = 96%; khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m³; nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/(kg.K); nhiệt độ của nước trước khi đun là t₁ = 20⁰C; khi phun ra khỏi vòi nước có nhiệt độ là t₂ = 36⁰C.

a) Tính khối lượng của lượng nước đã được làm nóng theo cách như vậy trong khoảng thời gian đun là T = 15 phút.

b) Tính tốc độ của các tia nước phun ra từ vòi hoa sen

c) Vốn đam mê nghiên cứu, Dũng tiến hành kiểm tra lại xem tốc độ của các tia nước phun ra có đúng với tính toán nêu trên hay không. Dũng đã dùng một chậu đựng nước, một vỏ lon nước ngọt loại 330ml và một chiếc điện thoại có các cụ đơn giản như máy tính, đồng hồ đo thời gian,… Theo em, Dũng đã làm như thế nào? Hãy lập biểu thức tính tốc độ của các tia nước theo các đại lượng đo được.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:343084

Giải chi tiết

a) Nhiệt lượng mà nguồn cung cấp cho nước trong thời gian 15 phút là \(Q = P.t = {2,8.10^3}.15.60 = 2520000\left( J \right)\)

Do hiệu suất truyền tải điện năng thành nhiệt năng là 96% do đó nhiệt lượng cung cấp cho nước là \({Q_{ic}} = Q.H = 2520000.96\% = 2419200\left( J \right)\)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có \({Q_{thu}} = {Q_{toa}} \Rightarrow mc\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = {Q_{toa}} \Rightarrow m = \frac{{{Q_{toa}}}}{{c\left( {{t_2} - {t_1}} \right)}} = \frac{{2419200}}{{4200\left( {36 - 20} \right)}} = 36\left( {kg} \right)\)

b) Khối lượng nước phun ra trong 1s là: \(m = \frac{{36}}{{15.60}} = 0,04kg\)

Vận tốc của vòi phun hoa sen là \(v = \frac{V}{S} = \frac{{{m_1}}}{{D.S}} = \frac{{0,04}}{{{{1000.10.10}^{ - 6}}}} = 4m/s\)

Bước 1: Dũng dùng lon nước 330ml để đong nước vào trong chậu. Tùy theo kích thước của chậu Dũng sẽ đổ được vào chậu n lon nước đầy. Dũng đánh dấu mực nước sau đó đổ nước ra khỏi chậu.

Bước 2: Dũng mở vòi hoa sen cho nước chảy vào chậu đồng thời bấm giờ trên điện thoại khi nước chảy đến mực nước được đánh dấu thì dừng đồng hồ ghi lại thời gian t

Bước 3: Lượng nước chảy ra trong 1s là: \(m' = \frac{{0,33.n}}{t}\)

Tốc độ của nước là : \(v = \frac{{m'}}{{D.S}} = \frac{{0,33.n}}{{D.S.t}}\)

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