Bài 4: Cho chiều dài của một dây xoắn trong bếp điện là 7m và tiết diện là 0,01mm2. Biết rằng 1,1.10-6 Ω.m là điệu trở suất, hỏi:
a, Độ lớn của điện trở trong dây xoắn là bao nhiêu?
b, Trong trường hợp mắc bếp vào một hiệu điện thế có độ lớn là 220V thì trong khoảng thời gian là 25 phút thì bếp tỏa ra một lượng nhiệt là bao nhiêu?
c, Giả sử sự hao phí nhiệt được bỏ qua thì trong khoảng thời gian là 25 phút thì bếp có thể làm cho bao nhiêu lượng nước từ trạng thái 250C đạt được trạng thái sôi (1000C)? (Biết rằng nước có nhiệt dung riêng là 4200J/kgK).
Bài 5: Người ta dùng bếp điện để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ t = 200C. Để đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì phải dùng bếp điện có công suất bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4,18.103 J/kg.độ, hiệu suất của bếp H = 80%.
Bài Làm:
Bài 4:
a, Điện trở chạy trong dây dẫn có độ lớn là:
$R=\rho .\frac{l}{S}=1,1.10^{-6}.\frac{7}{0,1.10^{-6}}$ = 77Ω.
b, Trong trường hợp mắc bếp vào một hiệu điện thế có độ lớn là 220V thì dây xoắn có dòng điện chạy qua với một cường độ là:
I =$\frac{U}{R}=\frac{220}{77}$ = 2,86A
Trong khoảng thời gian là 25 phút thì dây xoắn tỏa ra một lượng nhiệt lượng là:
Qtỏa = I2.R.t = 2,862.77.25.60 = 944643,8 (J)
c, Để nước từ trạng thái 250C đạt được đến trạng thái là 1000C thì cần thu vào một lượng nhiệt lượng là:
Qthu = m.c.Δt
Theo phương trình cân bằng nhiệt lượng thì ta có số nhiệt lượng tỏa ra bằng số nhiệt lượng thu vào
=> 944643,8 = m.c.Δt = m.4200.(100 -25)
=> m = 3kg
Vậy lượng nước được làm sôi từ nhiệt độ 250C là 3 lít (vì khối lượng riêng của nước là 1kg/ lít)
Bài 5:
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước:
Q1 = m.c.(t2 – t1)
Nhiệt lượng có ích do bếp cung cấp trong thời gian t:
Q2 = H.P.t
Trong đó P là công suất của bếp, H là hiệu suất
Ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2
⇒ m.c.(t2 – t1) = H.P.t
$P=\frac{mc\left ( t_{2}-t_{1} \right )}{H.t}=\frac{2.4,18.10^{-3}.\left ( 100-20 \right )}{\frac{80}{100}.20.60}\approx 697W$
Vậy phải dùng bếp điện có công suất là 697W.