Một bếp điện được dùng để đun sôi 1,5 lít nước ở nhiệt độ ban đầu là 30 °C trong 4,6 phút. Bếp được sử dụng với mạng điện dân dụng ở Việt Nam có biểu thức điện áp là u = 220√2.cos(100πt) (V).
25/28
Một bếp điện được dùng để đun sôi 1,5 lít nước ở nhiệt độ ban đầu là 30 °C trong 4,6 phút. Bếp được sử dụng với mạng điện dân dụng ở Việt Nam có biểu thức điện áp là u = 220√2.cos(100πt) (V). Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là 4 200 J/(kg.K) và 997 kg/m³. Điện trở của bếp điện là 24,2 Ω. Hiệu suất của bếp điện là x %. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?
Điện áp hiệu dụng của mạng điện:
\(U = 220{\rm{ V}}\).
Công suất tỏa nhiệt của bếp điện: \(P = \frac{{{U^2}}}{R} = \frac{{{{220}^2}}}{{24,2}} = 2000{\rm{ W}}\).
Thời gian đun: \(t = 4,6{\rm{ phút}} = 276{\rm{ s}}\).
Điện năng bếp tiêu thụ: \(A = Pt = 2000.276 = 552000{\rm{ J}}\).
Thể tích nước: \(V = 1,5{\rm{ lít}} = 1,{5.10^{ - 3}}{\rm{ }}{{\rm{m}}^3}\).
Khối lượng nước: \(m = \rho V = 997.1,{5.10^{ - 3}} = 1,4955{\rm{ kg}}\).
Nhiệt lượng cần để đun nước từ 30°C đến 100°C:
\(Q = mc\Delta t = 1,4955.4200.(100 - 30)\).
\(Q = 439677{\rm{ J}}\).
Hiệu suất của bếp: \(H = \frac{Q}{A}.100\% = \frac{{439677}}{{552000}}.100\% \approx 79,65\% \).
Làm tròn đến hàng đơn vị: \(H \approx 80\% \).
Đáp án: 80