Dùng bếp điện để đun một ấm nhôm khối lượng 600 g đựng 1,5 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Sau 35 phút đã có 20% lượng nước trong ấm hóa hơi ở nhiệt độ sôi 100 °C. Tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, biết chỉ có 75% nhiệt lượng mà bếp tỏa ra được dùng vào việc đun ấm nước. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K, của nước là 4 200 J/kg.K; nhiệt hóa hơi riêng của nước ở nhiệt độ sôi 100 °C là 2,26.106 J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít.
Để tính nhiệt lượng trung bình mà bếp điện cung cấp cho ấm nước trong mỗi giây, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tính nhiệt lượng cần để đun nước từ 20°C đến sôi ở 100°C.
2. Tính lượng nước đã hóa hơi.
3. Tính tổng nhiệt lượng mà bếp điện cung cấp.
4. Tính nhiệt lượng trung bình mỗi giây.
Nhiệt lượng cần để đun nước từ 20°C đến sôi ở 100°C:
Advertisements (Quảng cáo)
Q1 = m1.c1.∆T = 1,5.4200.(100-20) = 504000 J
Vì 20% lượng nước đã hóa hơi, nên lượng nước đã hóa hơi là 0.2 lít.
Khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít, nên khối lượng nước đã hóa hơi là 0.2 kg.
Q2 = m.L = 0,2.2,26.106 = 452000 J
Tổng nhiệt lượng mà bếp điện cung cấp:
Q = Q1 + Q2 = 504000 + 452000 = 956000 J
Vì chỉ có 75% nhiệt lượng được dùng để đun ấm nước, nên cần nhân với 0.75.
Tổng thời gian đun là 35 phút = 2100 s
\(\overline Q = \frac{{0,75.956000}}{{2100}} = 341J\)