Đun sôi một ấm nước bằng bếp điện. Khi sử dụng bếp...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt Q_thu = Q_tỏa

    Công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt

Giải chi tiết:

Do cùng đun để nước trong ấm sôi ở 100⁰C nên trong mỗi trường hợp ấm nước cùng thu lại cùng một nhiệt lượng

Do sử dụng cùng một bếp điện để đun sôi nước nên bếp điện có cùng một điện trở R

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₁ = 200V:

Q_hp1 = Q_tỏa1 – Q_thu <=> kt­₁ = \({{U_1^2} \over R}.{t_1}\)- Q_thu (1)

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₂ = 100V:

Q_hp2 = Q_tỏa2 – Q_thu <=> kt­₂ = \({{U_2^2} \over R}.{t_2}\)- Q_thu (2)

Khi sử dụng bếp điện với hiệu điện thế U₃ = 150V:

Q_hp3 = Q_tỏa3 – Q_thu <=>kt­₃ =\({{U_3^2} \over R}.{t_3}\) - Q_thu (3)

Từ (2) và (1) Ta có

\(\eqalign{ & k\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = {{U_2^2} \over R}.{t_2} - {{U_1^2} \over R}.{t_1} \cr & \Leftrightarrow k\left( {25 - 5} \right) = {{{{100}^2}} \over R}.25 - {{{{200}^2}} \over R}.5 = > kR = 2500 \cr} \)

Từ (3) và(1) ta có

\(\eqalign{ & k\left( {{t_3} - {t_1}} \right) = {{U_3^2} \over R}.{t_3} - {{U_1^2} \over R}.{t_1} \cr & \Leftrightarrow k\left( {{t_3} - 5} \right) = {{{{150}^2}} \over R}.{t_3} - {{{{200}^2}} \over R}.5 = > kR = 2500 \cr} \)

Thay kR = 2500 => t₃ = 9,375 phút