Một ấm điện khi hoạt động bình thường có điện trở $100\ \Omega$ và cường độ dòng điện qua ấm khi đó là $2,5\ \mathrm{A}$.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra trong 2 phút là $7,5 \cdot 10^4\ \mathrm{J}$. | Đ |
|
b | Hiệu suất của ấm điện xấp xỉ bằng 83,75%. | Đ |
|
c | Nếu hiệu suất của ấm điện luôn không đổi thì tiếp tục đun khoảng 180 phút nữa nước sẽ hóa hơi hoàn toàn. |
| S |
d | Tại thời điểm nước bắt đầu sôi, người ta ngắt điện của ấm và thả vào ấm một lượng nước đá ở 0 °C và có khối lượng bằng khối lượng nước trong ấm. Nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường thì nhiệt độ của hỗn hợp khi xảy ra sự cân bằng nhiệt là 50 °C. |
| S |
a)
\[
Q = I^2 R t = 2,5^2 \cdot 100 \cdot 2 \cdot 60 = 7,5 \cdot 10^4\ \mathrm{J}.
\]
b)
\[
H = \frac{Q_{thu}}{Q_{tỏa}} \cdot 100\%
= \frac{mc \Delta T}{I^2 R t} \cdot 100\%
= \frac{997 \cdot 1,5 \cdot 10^{-3} \cdot 4200 \cdot (100-25)}{2,5^2 \cdot 100 \cdot 15 \cdot 60} \cdot 100\%
\approx 83,75\%.
\]
c)
\[
Q_{cần} = mL = 1,5 \cdot 997 \cdot 10^{-3} \cdot 2,26 \cdot 10^6 \approx 3,39 \cdot 10^6\ \mathrm{J}.
\]
\[
t = \frac{Q_{cần}}{P \cdot H} \approx 108\ \text{phút}.
\]
d)
\[
Q_{tỏa} = Q_{thu} \quad \Rightarrow \quad mc(100 - t_{cb}) = \lambda m + mc(t_{cb} - 0).
\]
\[
4200(100 - t_{cb}) = 334 \cdot 10^3 + 4200 t_{cb} \quad \Rightarrow \quad t_{cb} \approx 10^\circ C.
\]