(2,0 điểm)
Dùng một ấm điện có công suất không đổi P =1200W để đun sôi một lượng nước có nhiệt độ ban đầu 20oC thì sau 10 phút nhiệt độ của nước đạt 60 oC. Tiếp theo do mất điện 5 phút nên nhiệt độ của nước giảm xuống còn 55 oC. Sau đó, bếp lại tiếp tục được cấp điện như trước cho tới khi nước sôi. Cho biết nhiệt lượng tỏa ra môi trường tỷ lệ thuận với thời gian tỏa nhiệt. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.độ.
a. Tính thời gian từ khi bắt đầu đun cho tới khi nước sôi.
b. Tính khối lượng nước có trong ấm.
Giải chi tiết:
a. Thời gian để nước tăng thêm 1oC là: (phút)
Thời gian để đun nước từ 55 oC đến khi sôi (100 oC) là: T3 = t(100 – 55) = 11,25 phút
Tổng thời gian từ khi bắt đầu đun đến khi nước sôi là: T = 10 + 5 + 11,25 = 26,25 phút
b. Trong 5 phút trao đổi nhiệt với môi trường làm cho nhiệt độ bị hạ đi 5 oC, vậy nếu coi như tách riêng quá trình đun và quá trình mất nhiệt thì tổng nhiệt độ bị mất đi là 26,25 oC
Ta có:
\(\eqalign{ & {Q_t} = {Q_{thu}} \Leftrightarrow P.{t_d} = mc\Delta t \cr & \Leftrightarrow P.(26,25 - 5).60 = mC(100 - 20 + 26,15) \Rightarrow m = 3.43(kg) \cr} \)