1. Trong bộ tản nhiệt của máy biến áp, người ta thường sử dụng dầu thay vì nước mặc dù nhiệt dung riêng của nước lớn hơn hai lần của dầu. Nguyên nhân chính là do dầu có khả năng cách điện tốt hơn nước. Máy biến áp cần được bảo vệ khỏi hiện tượng chập điện, và dầu không dẫn điện, trong khi nước lại có thể dẫn điện, gây nguy hiểm cho thiết bị. Hơn nữa, dầu có khả năng tản nhiệt tốt và không bị bay hơi như nước, giúp duy trì hiệu suất làm mát ổn định.
2. Ban ngày, mặt đất hấp thụ nhiệt từ mặt trời nhanh hơn so với nước biển, do nhiệt dung riêng của đất thấp hơn nước. Khi mặt đất nóng lên, không khí trên mặt đất cũng nóng lên và trở nên nhẹ hơn, dẫn đến việc không khí nóng này bay lên, tạo ra áp suất thấp. Không khí từ biển, nơi có nhiệt độ thấp hơn, sẽ di chuyển vào đất liền để lấp đầy khoảng trống này, tạo ra gió mát từ biển vào đất liền. Ban đêm, mặt đất mất nhiệt nhanh hơn nước biển, khiến không khí trên mặt đất lạnh hơn và nặng hơn. Không khí lạnh này sẽ di chuyển ra biển, trong khi không khí ấm từ biển sẽ di chuyển vào đất liền, tạo ra gió ấm từ đất liền ra biển.
3. a) Để tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới $70^0C$, ta sử dụng công thức:
\[
Q = mc\Delta T
\]
Trong đó:
- \(m\) là khối lượng nước,
- \(c\) là nhiệt dung riêng của nước (khoảng \(4.186 \, kJ/(kg \cdot °C)\)),
- \(\Delta T\) là sự thay đổi nhiệt độ.
Khối lượng nước \(m\) được tính như sau:
\[
m = V \cdot \rho = 20 \, lít \cdot 1000 \, kg/m^3 = 20 \, kg
\]
Sự thay đổi nhiệt độ \(\Delta T\) là:
\[
\Delta T = 70^0C - 20^0C = 50^0C
\]
Thay vào công thức:
\[
Q = 20 \, kg \cdot 4.186 \, kJ/(kg \cdot °C) \cdot 50 \, °C = 4186 \, kJ \cdot 20 \cdot 50 = 418600 \, kJ
\]
Vậy nhiệt lượng cần truyền cho nước là \(418600 \, kJ\).
b) Để tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết, ta sử dụng công thức:
\[
t = \frac{Q}{P \cdot \eta}
\]
Trong đó:
- \(P\) là công suất thiết bị (2.5 kW = 2500 W),
- \(\eta\) là hiệu suất (80% = 0.8).
Thay vào công thức:
\[
t = \frac{418600 \, kJ}{2500 \, W \cdot 0.8}
\]
Chuyển đổi \(Q\) từ kJ sang J:
\[
418600 \, kJ = 418600000 \, J
\]
Vậy:
\[
t = \frac{418600000 \, J}{2500 \, W \cdot 0.8} = \frac{418600000}{2000} = 209300 \, s
\]
Chuyển đổi giây sang giờ:
\[
t = \frac{209300}{3600} \approx 58.25 \, giờ
\]
Vậy thời gian cần thiết để đun nước là khoảng \(58.25\) giờ.