Câu hỏi bài 4 trang 32 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Một ấm điện công suất 1 000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20...

a) Một ấm điện công suất 1 000 W. Tính thời gian cần thiết để đun 300 g nước có nhiệt độ ban đầu là 20 °C đến khi sôi ở áp suất tiêu chuẩn. Tại sao kết quả chỉ được coi là gần đúng?

b) Nếu để nước trong ấm sôi thêm 2 phút thì lượng nước còn lại trong ấm là bao nhiêu? Lấy nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4,2.10³ J/kg.K và L = 2,26.10⁶ J/kg.

Hướng dẫn giải :

a) Sử dụng công thức Q = m.c.∆T để tính nhiệt lượng cần để nước đạt đến nhiệt độ sôi. Sau đó, sử dụng công thức Q = Pt để tính thời gian cần thiết, với P là công suất của ấm điện.

b) Tính lượng nhiệt lượng đã chuyển cho nước trong thời gian thêm 2 phút bằng công thức Q = Pt. Sau đó, sử dụng công thức Q = m.c.∆T để tính lượng nước còn lại trong ấm.

Lời giải chi tiết :

a) Q = m.c.∆T = 0,3.4,2.10³.(100-20) = 100800 J

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{100800}}{{1000}} = 100,8s = 1,68\)phút

Kết quả này chỉ được coi là gần đúng vì không xét đến các mất mát nhiệt lượng do tỏa ra môi trường xung quanh, và áp suất không phải lúc nào cũng đạt đến áp suất tiêu chuẩn.

b) Q = P.t = 1000.120 = 120000J

Q = m.c.∆T <=> 120000 = m.4200.(100-20)

\( \Rightarrow m = \frac{{4200.80}}{{120000}} = 2,8kg\)