Phòng tắm của Dũng có một vòi hoa sen với nhiều lỗ phun nước nhỏ. Tổng
Câu hỏi
Nhận biếtPhòng 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.
Đáp án đúng:
Lời giải của Tự Học 365
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 \(v = \frac{V}{S} = \frac{{{m_1}}}{{D.S}} = \frac{{0,04}}{{{{1000.10.10}^{ - 6}}}} = 4m/s\)
c)
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 : \(v = \frac{{m'}}{{D.S}} = \frac{{0,33.n}}{{D.S.t}}\)
