Hình vẽ dưới đây mô tả các bộ phận của một bình nước nóng (còn gọi là bình nóng lạnh) trong gia đình.
19/27
Hình vẽ dưới đây mô tả các bộ phận của một bình nước nóng (còn gọi là bình nóng lạnh) trong gia đình.
Đối với bình nước nóng gián tiếp, nước lạnh được dẫn vào qua van một chiều có thể tích 25 lít khi chứa đầy bình. Mỗi lần hoạt động, nước lạnh được đun nóng bằng thanh đốt để nhiệt độ tăng đến \({80^ \circ }{\rm{C}}\) thì rơ le nhiệt sẽ tự ngắt điện. Biết khối lượng riêng của nước \(\rho = 1000{\rm{\;kg/}}{{\rm{m}}^3}\); nhiệt dung riêng của nước là \({\rm{c}} = 4180{\rm{\;J/}}\left( {{\rm{kg}}.{\rm{K}}} \right)\); bình có công suất 3000 W và hiệu suất đun bằng thanh đốt của bình là \({\rm{H}} = 90{\rm{\% }}\).
a) Thời gian để đun nước tăng từ \({15^ \circ }{\rm{C}}\) trong mỗi lần hoạt động đến khi rơ le nhiệt ngắt điện bằng 42 phút (kết quả được làm tròn đến hàng đơn vị).
b) Van một chiều được lắp ở ống dẫn nước lạnh đầu vào có tác dụng ngăn không cho nước trong bình nóng lạnh chảy ngược lại.
c) Khi sử dụng bình nước nóng gián tiếp, người dùng có thể không cần ngắt điện mà vẫn không lo bị lãng phí điện so với việc phải ngắt điện khi không sử dụng.
d) Đối với bình nước nóng gián tiếp, nước nóng được dẫn ra khỏi bình và trộn với một đường nước lạnh khác ở bộ vòi sen tạo ra nước có độ ấm theo mục đích của người sử dụng.
Phương pháp:
- Áp dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = Pt\) và \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\).
- Hiệu suất: \(H = \frac{{{Q_i}}}{{{Q_{tp}}}}\)
Cách giải:
a) Nhiệt lượng mà thanh đốt cung cấp: \(Q = Pt = 3000.t\)
Nhiệt lượng mà nước cần thu vào để tăng đến 80oC là:
\(Q' = mc{\rm{\Delta }}t = 25.4180.\left( {80 - 15} \right) = 6792500\left( J \right)\)
Hiệu suất thanh đốt của bình là \(90{\rm{\% }}\)
\( \Rightarrow H = \frac{{Q'}}{Q} \Rightarrow 90{\rm{\% }} = \frac{{6792500}}{{3000.t}}\)
\( \Rightarrow t \approx 2515,74\left( s \right) \approx 42\left( {{\rm{min}}} \right)\)
\( \to \) a đúng.
b) Van một chiều được lắp ở ống dẫn nước lạnh đầu vào có tác dụng ngăn không cho nước trong bình nóng lạnh chảy ngược lại.
\( \to \) b đúng.
c) Khi sử dụng bình nước nóng gián tiếp, người dùng có thể không cần ngắt điện mà vẫn không lo bị lãng phí điện so với việc phải ngắt điện khi không sử dụng.
\( \to \) c đúng.
d) Đối với bình nước nóng gián tiếp, nước nóng được dẫn ra khỏi bình và trộn với một đường nước lạnh khác ở bộ vòi sen tạo ra nước có độ ấm theo mục đích của người sử dụng.
\( \to \) d đúng.