giải giúp mk câu này vs

Để xác định tính đúng sai của các phát biểu, chúng ta cần phân tích dữ liệu từ thí nghiệm và thông số kỹ thuật của bình điện.

Thông tin đã cho:

Khối lượng nước đá: m = 1,2 kg
Nhiệt độ ban đầu của nước đá: t₀ = -18°C
Nhiệt độ nóng chảy của nước đá: tnc = 0°C
Nhiệt dung riêng của nước đá: c_đá = 2100 J/(kg.K)
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá: λ = 334000 J/kg
Nhiệt hóa hơi riêng của nước: L = 2.3 × 10⁶ J/kg
Công suất bình điện khi chưa sôi: P₁ = 2200 W
Công suất bình điện khi sôi: P₂ = 450 W
Hiệu điện thế nguồn: U = 220 V
Dung tích bình: V = 1.7 lít
Khối lượng bình: 1.5 kg
Phân tích từng phát biểu:

a) Nhiệt lượng khối nước đá đã nhận vào để nóng chảy hoàn toàn là 400 800 J.

Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng nước đá từ -18°C đến 0°C:
Q₁ = m * c_đá * Δt = 1.2 kg * 2100 J/(kg.K) * (0 - (-18)) K = 1.2 * 2100 * 18 J = 45360 J

Nhiệt lượng cần thiết để làm nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 0°C:
Q₂ = m * λ = 1.2 kg * 334000 J/kg = 400800 J

Tổng nhiệt lượng nước đá nhận vào để nóng chảy hoàn toàn:
Q_nóng chảy = Q₁ + Q₂ = 45360 J + 400800 J = 446160 J

Vậy phát biểu a) là Sai. Nhiệt lượng cần thiết là 446160 J, không phải 400800 J.

b) Hiệu suất đun nước của bình điện bằng 90,(18)%.

Từ đồ thị Hình 1.2 (cần có hình để phân tích), ta xác định thời gian đun nước đá đến khi bắt đầu nóng chảy (t₁), thời gian nước đá nóng chảy hoàn toàn (t₂), và thời gian đun nước từ 0°C đến khi sôi (t₃).

Nhiệt lượng có ích để làm nóng chảy hoàn toàn nước đá (đã tính ở câu a): Q_ích = 446160 J

Nhiệt lượng do bình điện cung cấp trong thời gian t₁ + t₂:
Q_tp = P₁ * (t₁ + t₂)

Hiệu suất η = (Q_ích / Q_tp) * 100% = (446160 / (2200 * (t₁ + t₂))) * 100%

Để xác định hiệu suất, ta cần đọc giá trị t₁ và t₂ từ đồ thị Hình 1.2. Giả sử từ đồ thị ta đọc được t₁ ≈ 3 phút = 180 s và t₂ ≈ 18 phút = 1080 s.

Q_tp = 2200 W * (180 s + 1080 s) = 2200 * 1260 J = 2772000 J

η = (446160 / 2772000) * 100% ≈ 16.1%

Với giả định về thời gian đọc từ đồ thị, phát biểu b) là Sai. Hiệu suất tính được khác xa 90,(18)%.

c) Nhiệt dung riêng của nước được xác định từ thí nghiệm trên có giá trị bằng 4 225 J/(kg.K).

Khối lượng nước sau khi đá tan là 1.2 kg.
Nhiệt độ ban đầu của nước là 0°C.
Nhiệt độ sôi của nước là 100°C.
Nhiệt lượng cần thiết để đun nước từ 0°C đến 100°C:
Q₃ = m * c_nước * Δt = 1.2 kg * c_nước * (100 - 0) K = 120 * c_nước J

Nhiệt lượng do bình điện cung cấp trong thời gian t₃ (thời gian đun từ 0°C đến 100°C):
Q_tp₃ = P₁ * t₃ (vì nước chưa sôi trong giai đoạn này)

Hiệu suất η = Q₃ / Q_tp₃
c_nước = (η * P₁ * t₃) / (1.2 * 100) = (η * 2200 * t₃) / 120

Để xác định c_nước, ta cần đọc giá trị t₃ từ đồ thị Hình 1.2 và sử dụng giá trị hiệu suất (nếu đã tính được ở câu b hoặc giả sử một giá trị). Giả sử từ đồ thị ta đọc được t₃ ≈ 20 phút = 1200 s và sử dụng hiệu suất η ≈ 16.1%.

c_nước = (0.161 * 2200 * 1200) / 120 ≈ 3542 J/(kg.K)

Với giả định về thời gian và hiệu suất, phát biểu c) là Sai. Giá trị nhiệt dung riêng tính được khác 4225 J/(kg.K).

d) Nếu bạn học sinh tiếp tục đun nước thì sau khoảng 1,85 giờ bếp tự động tắt (tính từ thời điểm nước bắt đầu sôi; nắp bình được mở trong suốt quá trình hóa hơi).

Khối lượng nước ban đầu là 1.2 kg.
Nhiệt hóa hơi riêng của nước: L = 2.3 × 10⁶ J/kg.
Công suất khi nước sôi: P₂ = 450 W.

Nhiệt lượng cần thiết để hóa hơi hoàn toàn 1.2 kg nước ở 100°C:
Q_hóa hơi = m * L = 1.2 kg * 2.3 × 10⁶ J/kg = 2.76 × 10⁶ J

Thời gian để hóa hơi hoàn toàn lượng nước (nếu hiệu suất là 100%):
t = Q_hóa hơi / P₂ = 2.76 × 10⁶ J / 450 W ≈ 6133.33 s ≈ 1.7 giờ

Tuy nhiên, hiệu suất đun nước thực tế sẽ nhỏ hơn 100%. Nếu hiệu suất là khoảng 16.1% (theo tính toán giả định ở trên), thì thời gian thực tế sẽ dài hơn nhiều:

t_thực tế = Q_hóa hơi / (η * P₂) = 2.76 × 10⁶ J / (0.161 * 450 W) ≈ 38107 s ≈ 10.58 giờ

Ngoài ra, đề bài nói bỏ qua sự thoát hơi nước trong quá trình đun nước trước đó, nhưng ở phát biểu này lại xét đến quá trình hóa hơi với nắp bình mở. Việc nắp bình mở sẽ làm tăng tốc độ hóa hơi.

Phát biểu d) có vẻ không chính xác dựa trên các tính toán và giả định về hiệu suất. Thời gian hóa hơi hoàn toàn sẽ lâu hơn nhiều so với 1.85 giờ.

Kết luận (dựa trên các giả định từ đồ thị):

a) Sai
b) Sai
c) Sai
d) Sai