Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25°C. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu ? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là C= 4200 J/kg.k ; nhiệt dung riêng của nhôm C1= 880 J/kg.k và 30% nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh

Đáp án:

 

Giải thích các bước giải:

`m_1` = 0,5kg

`c_1` = 880J/kg.K

m = 2kg

c = 4200J/kg.K

`t_1` = 25°C

`t_2` = 100°C

H' = 30%

t = 20p = 1200s

------------------------------------

P = ?W

Giải

Gọi nhiệt dung riêng, khối lượng của nước là c, m

nhiệt dung riêng, khối lượng của nhôm là `c_1`, `m_1`

Nhiệt lượng có ích bếp tỏa ra là

`Q_i` = ( m.c + `m_1`.`c_1` ) . `\Delta`t =  ( m.c + `m_1`.`c_1` ) . (`t_2` - `t_1`)

( 4200.2 + 880.0,5) . 75 = 663000J

Vì 30% nhiệt lượng tỏa ra môi trường nên hiệu suất của ấm này là

H = 100% - H' = 100 - 30 = 70%

Nhiệt lượng toàn phần bếp tỏa ra là

`Q_(tp)` = `(Qi)/(0,7)` = `663000/(0,7)` ≈ 947142,9J

Điện năng ấm sản ra để đun sôi nước là

A = P.t = P . 20 . 60 = 1200P

Ấm có công suất là

`Q_(tp)` = A = 947142,9 = 1200P 

=> P = 789,2W