Câu hỏi bài 11 trang 30 Vật lý 12 Cánh diều: Một bình đun nước nóng bằng điện có công suất 9,0 kW...

Một bình đun nước nóng bằng điện có công suất 9,0 kW. Nước ở 15 °C được làm nóng khi đi qua buồng đốt của bình. Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng 5,8.10^-3 kg/s. Nhiệt độ của nước khi đi vào buồng đốt là 15 °C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4 180 J/kg.K.

a) Tính nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt.

b) Việc tính nhiệt độ ở câu a) được xét trong điều kiện lí tưởng nào?

c) Hãy nêu cách để có thể điều chỉnh nhiệt độ của nước ra khi khỏi buồng đốt.

Hướng dẫn giải :

a) Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.∆T

b) Vận dụng lí thuyết và kiến thức thực tế về nhiệt độ

c) Vận dụng lí thuyết và kiến thức thực tế về nhiệt độ

Lời giải chi tiết :

a) Nhiệt lượng mà nước nhận được: Q = P.t = 9000.1 = 9000 J

Nhiệt độ của nước khi ra khỏi buồng đốt:

\(\begin{array}{l}Q{\rm{ }} = {\rm{ }}m.c.\Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{Q}{{mc}} = \frac{{9000}}{{5,{{8.10}^{ - 3}}}} = 3,66^\circ C\\\Delta T = {t_2} - {t_1} \Rightarrow {t_2} = \Delta T + {t_1} = 3,66 + 15 = 18,66^\circ C\end{array}\)

b) Điều kiện lí tưởng khi tính nhiệt độ:

- Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng đều đặn.

- Nước không bị thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh.

- Bình đun nước hoạt động với công suất ổn định.

c) Cách điều chỉnh nhiệt độ của nước ra khỏi buồng đốt:

- Điều chỉnh công suất của bình đun nước:

+ Tăng công suất: Nước sẽ nóng nhanh hơn.

+ Giảm công suất: Nước sẽ nóng chậm hơn.

- Điều chỉnh lưu lượng nước:

+ Giảm lưu lượng: Nước sẽ nóng hơn.

+ Tăng lưu lượng: Nước sẽ nguội hơn.

- Sử dụng bộ điều chỉnh nhiệt độ:

+ Cho phép cài đặt nhiệt độ mong muốn cho nước.

+ Bình đun nước sẽ tự động điều chỉnh công suất để đạt được nhiệt độ cài đặt.