Tính thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng có nhiệt độ ban đầu 30 °C, trong một lò nung điện có công suất 20 000 W. Biết chỉ có 50% năng lượng tiêu thụ của lò được dùng vào việc làm...

Để tính thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng, ta sử dụng công thức: \(Q = mc\Delta T\) Trong đó: - \(Q\) là lượng nhiệt cần thiết (Joule) - \(m\) là khối lượng của vật liệu (kg) - \(c\) là nhiệt dung riêng của vật liệu (J/kg°C) - \(\Delta T\) là sự thay đổi nhiệt độ (°C) Đầu tiên, ta tính lượng nhiệt cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng từ 30 °C lên nhiệt độ nóng chảy của đồng. Nhiệt dung riêng của đồng là 385 J/kg°C và nhiệt độ nóng chảy của đồng là 1083 °C. \[Q_1 = mc\Delta T = 2 \times 385 \times (1083 - 30) = 2 \times 385 \times 1053 = 808,710 J\] Tiếp theo, ta tính công suất tiêu thụ để làm cho một phần của lò được dùng vào việc làm đồng nóng lên và nóng chảy hoàn toàn. Với chỉ có 50% công suất được dùng vào việc này, ta có: \[P_{thực} = P_{lý} \times \eta\] Trong đó: - \(P_{thực}\) là công suất thực tế được dùng (W) - \(P_{lý}\) là công suất lý thuyết ban đầu (W) - \(\eta\) là hiệu suất của hệ thống Với hiệu suất \(\eta = 0.5\), ta có: \[P_{thực} = 20,000 W \times 0.5 = 10,000 W\] Cuối cùng, ta tính thời gian cần thiết bằng công thức: \[t = \frac{Q_1}{P_{thực}} = \frac{808,710 J}{10,000 W} = 80.871 giây\] Vậy thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng trong điều kiện trên khoảng khoảng 80.871 giây.