Một bạn học sinh làm thí nghiệm, lấy 1,2 kg nước đá (dạng viên nhỏ) trong tủ đông nơi có nhiệt độ 18 °C để đưa
19/28
Một bạn học sinh làm thí nghiệm, lấy 1,2 kg nước đá (dạng viên nhỏ) trong tủ đông nơi có nhiệt độ - 18 °C để đưa vào đun trong một bình điện đun nước (bình điện) chuyên dụng có thành bằng thuỷ tỉnh có thể quan sát được bên trong như Hình I.1. Thông số kĩ thuật của bình điện được cho như Bảng I.1.
Học sinh đo nhiệt độ của nước đá, nước theo thời gian và đồ thị biểu diễn như trong Hình I.2. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá lần lượt là 2 100 J/(kg.K), 334 000 J/kg; nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg. Bình điện được cắm vào nguồn điện 220 V.
Hiệu suất đun nước của bình điện được xem không đổi trong suốt quá trình đun. Bỏ qua sự thoát hơi nước trong quá trình đun nước.
a) Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 400 800 J.
b) Hiệu suất đun nước của bình điện bằng 90,(18)%.
c) Nhiệt dung riêng của nước được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng 4 225 J/(kg.K).
d) Nếu bạn học sinh tiếp tục đun nước thì sau khoảng 1,85 giờ bếp tự động tắt (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi; nắp bình được mở trong suốt quá trình hóa hơi).
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 400 800 J. |
| S |
b | Hiệu suất đun nước của bình điện bằng 90,(18)%. |
| S |
c | Nhiệt dung riêng của nước được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng 4 225 J/(kg.K). | Đ |
|
d | Nếu bạn học sinh tiếp tục đun nước thì sau khoảng 1,85 giờ bếp tự động tắt (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi; nắp bình được mở trong suốt quá trình hóa hơi). | Đ |
|
a) Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn:
Qthu=Qtăng nhiệt+Qnóng chảy=m.cnđ.∆t+λ.m
Û Qthu=1,2.2100.0--18+334000.1,2=446 160 J.
b) Nhiệt lượng bình điện đã tỏa ra để đun khối nước đá nóng chảy hoàn toàn:
Qtỏa=P.t=2200.220=484 000 J.
Hiệu suất đun nước của bình điện:
H=QthuQtỏa.100%=446160484000.100%=92,(18)%
c) Nhiệt dung riêng của nước (cn) được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng:
H=Q'thuQ'tỏa.100%=m.cn.∆T'P.t' Û 92,(18)%=1,2.cn.100-02200.470-220 Û cn=4 225 J/(kg.K).
d) Khoảng thời gian nước bắt đầu sôi đến khi bình điện tự động tắt (t'') (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi):
H=Q''thuQ''tỏa.100%=L.mP'.t''.100%Û 92,18%=2,3.106.1,2450.t''Û t''=1012.1041521(s) ≈1,85(h).