Một ấm nhôm có khối lượng 0,4 kg chứa 0,5 lít nước ở \({30^0}C\). Để đun sôi nước, người

Câu hỏi số 523540:

Vận dụng cao

Một ấm nhôm có khối lượng 0,4 kg chứa 0,5 lít nước ở \({30^0}C\). Để đun sôi nước, người ta dùng một bếp điện loại 220V – 1100 W, hiệu suất 88%. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_1} = 880\,\,J/kg.K\); của nước là \({c_2} = 4200\,\,J/kg.K\). Nhiệt hóa hơi của nước là \(L = 2,{4.10^6}\,\,J/kg\).

1. Bếp dùng ở hiệu điện thế 220 V, bỏ qua sự tỏa nhiệt của ấm và nước ra môi trường:

a) Tính thời gian cần để đun sôi nước.

b) Khi nước bắt đầu sôi, nếu đun thêm 4 phút thì có bao nhiêu phần trăm lượng nước hóa hơi?

2. Bếp dùng ở hiệu điện thế 180 V, hiệu suất của bếp và lượng nước trong ấm như lúc đầu, khi đó sau thời gian 293s kể từ lúc bắt đầu đun thì nước sôi. Tính nhiệt lượng trung bình do ấm và nước tỏa ra môi trường trong mỗi giây.

A. 1. a) 201s; b) 22%. 2. 70 J.

B. 1. a) 177s; b) 19,36%. 2. 70 J.

C. 1. a) 201s; b) 19,36%. 2. 62 J.

D. 1. a) 177s; b) 19,36%. 2. 62 J.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:523540

Phương pháp giải

Công suất: \(P = \frac{{{Q_{tp}}}}{t}\)

Nhiệt lượng: \({Q_{ci}} = mc\Delta {t^0}\)

Hiệu suất: \(H = \frac{{{Q_{ci}}}}{{{Q_{tp}}}}\)

Giải chi tiết

1. Nhận xét: 0,5 lít nước có khối lượng \({m_2} = 0,5\,\,kg\)

a) Nhiệt lượng nước và ấm thu được đến khi sôi là:

\(\begin{array}{l}{Q_{ci}} = \left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right).\left( {t - {t_0}} \right)\\ \Rightarrow {Q_{ci}} = \left( {0,4.880 + 0,5.4200} \right).\left( {100 - 30} \right)\\ \Rightarrow {Q_{ci}} = 171640\,\,\left( J \right)\end{array}\)

Gọi thời gian đun nước là T

Nhiệt lượng ấm tỏa ra là: \({Q_{tp}} = P.T = 1100T\,\,\left( J \right)\)

Hiệu suất của ấm là:

\(H = \frac{{{Q_{ci}}}}{{{Q_{tp}}}} \Rightarrow \frac{{171640}}{{1100T}} = 0,88 \Rightarrow T \approx 177\,\,\left( s \right)\)

b) Khi đun thêm 4 phút, nhiệt lượng ấm tỏa ra là:

\({Q_1} = P.{T_1} = 1100.4.60 = 264000\,\,\left( J \right)\)

Nhiệt lượng nước nhận được là:

\({Q_2} = {Q_1}.H = 264000.0,88 = 232320\,\,\left( J \right)\)

Khối lượng nước bị hóa hơi là:

\(m' = \frac{{{Q_2}}}{L} = \frac{{232320}}{{2,{{4.10}^6}}} = 0,0968\,\,\left( {kg} \right)\)

Phần trăm nước hóa hơi là:

\(\% m = \frac{{m'}}{{{m_2}}}.100\% = \frac{{0,0968}}{{0,5}}.100\% = 19,36\% \)

2. Điện trở của ấm là:

\(R = \frac{{{U_{dm}}^2}}{{{P_{dm}}}} = \frac{{{{220}^2}}}{{1100}} = 44\,\,\left( \Omega \right)\)

Ở hiệu điện thế 180 V, nhiệt lượng ấm tỏa ra là:

\(Q = \frac{{{U^2}}}{R}.T = \frac{{{{180}^2}}}{{44}}.293 \approx 215755\,\,\left( J \right)\)

Gọi nhiệt lượng trung bình do ấm và nước tỏa ra môi trường trong mỗi giây là q, ta có:

\(\begin{array}{l}Q.H = {Q_{ci}} + q.T \Rightarrow 215755.0,88 = 171640 + q.293\\ \Rightarrow q \approx 62\,\,\left( J \right)\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: D

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