Một thùng đựng 20 lít nước ở nhiệt độ 20 °C. Cho khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m3. a) Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70 °C. b) Tính thời gian...

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một. ### a) Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để nhiệt độ của nó tăng lên tới 70 °C. Đầu tiên, chúng ta cần tính khối lượng của nước trong thùng. Khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m³, và thể tích nước là 20 lít (1 lít = 0,001 m³). Khối lượng nước (m) được tính như sau: \[ m = \text{thể tích} \times \text{khối lượng riêng} = 20 \, \text{lít} \times 1 \, \text{kg/lít} = 20 \, \text{kg} \] Tiếp theo, chúng ta sẽ tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng nước từ 20 °C lên 70 °C. Công thức tính nhiệt lượng (Q) là: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] Trong đó: - \( m \) là khối lượng nước (20 kg), - \( c \) là nhiệt dung riêng của nước (c ≈ 4 186 J/(kg·°C)), - \( \Delta T \) là sự thay đổi nhiệt độ (70 °C - 20 °C = 50 °C). Thay các giá trị vào công thức: \[ Q = 20 \, \text{kg} \cdot 4 186 \, \text{J/(kg·°C)} \cdot 50 \, \text{°C} \] \[ Q = 20 \cdot 4 186 \cdot 50 = 4 186 000 \, \text{J} \] Vậy nhiệt lượng cần truyền cho nước là: \[ Q = 4 186 000 \, \text{J} \] ### b) Tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết nếu dùng một thiết bị điện có công suất 2,5 kW. Công suất của thiết bị là 2,5 kW, tức là 2 500 W. Tuy nhiên, chỉ có 80% công suất được sử dụng để làm nóng nước. Do đó, công suất thực tế sử dụng để đun nước là: \[ P_{\text{thực}} = 2 500 \, \text{W} \times 0,8 = 2 000 \, \text{W} \] Thời gian (t) cần thiết để truyền nhiệt lượng Q được tính bằng công thức: \[ t = \frac{Q}{P_{\text{thực}}} \] Thay các giá trị vào công thức: \[ t = \frac{4 186 000 \, \text{J}}{2 000 \, \text{W}} \] \[ t = 2 093 \, \text{s} \] Chuyển đổi giây sang phút: \[ t = \frac{2 093}{60} \approx 34,88 \, \text{phút} \] ### Kết luận: a) Nhiệt lượng cần truyền cho nước là 4 186 000 J. b) Thời gian cần thiết để truyền nhiệt lượng là khoảng 34,88 phút.