Dùng một bếp điện loại 200V – 1000...

Câu hỏi: Dùng một bếp điện loại 200V – 1000W hoạt động ở hiệu điện thế U = 150V để làm sôi ấm nước. Bếp có hiệu suất là 80%. Sự toả nhiệt từ ấm ra không khí như sau: Nếu thử ngắt điện thì sau 1 phút nước hạ xuống 0,5 độ C. Ấm có $m_{1} = 100 g, c_{1} = 600 J / k g . K$ , nước có $m_{2} = 500 g, c_{2} = 4200 J / k g . K$ , nhiệt độ ban đầu là 20 độ C. Tính thời gian cần thiết để đun sôi.

A. 6 phút 40 giây

B. 6 phút 24 giây

C. 5 phút 7,2 giây

D. 9 phút 4 giây

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Độ giảm nhiệt lượng của ấm trong thời gian 1 phút là:

$Δ Q = (m_{1} c_{1} + m_{2} c_{2}) Δ t = (0, 1.600 + 0, 5.4200) 0, 5 = 1080 J$

Nhiệt lượng hao phí trong mỗi giây là: $Q_{0} = \frac{Δ Q}{t} = \frac{1080}{60} = 18 (J / s)$ , đây chính là phần công suất hao phí ra bên ngoài môi trường .

Điện trở của bếp: $R = \frac{U_{b}^{2}}{P_{b}} = \frac{200^{2}}{1000} = 40 Ω$

Công suất của bếp khi mắc vào nguồn U = 150V là $P = \frac{U^{2}}{R_{b}} = \frac{150^{2}}{40} = 562, 5 W$

Công suất có ích của ấm truyền trong nước: $P_{i} = H . P = 0, 8.562, 5 = 450 W$

Ấm cung cấp công suất có ích là $P_{i} = 450 W$ nhưng bị hao phí ra bên ngoài môi trường mất $Δ P$ nên thực chất công suất có ích cho quá trình đun sôi là: $P_{i} = P_{i} - Δ P = 450 - 18 = 432 W$

Nhiệt lượng có ích dùng cho việc đun sôi nước là:

$Q_{i} = (m_{1} c_{1} + m_{2} c_{2}) (t_{2} - t_{1}) = (0, 1.600 + 0, 5.4200) (100 - 20) = 172800 J$

Vậy thời gian cần thiết để đun sôi ấm nước trên là: $t = \frac{Q_{i}}{P_{i}} = \frac{172800}{432} = 400 s$ = 6 phút 40 giây

Chọn A

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Dòng điện không đổi (có lời giải chi tiết) !!

↑