Cho bài toán:
- Thể tích nước: \( V = 1,5 \, l = 1,5 \, kg \) (vì khối lượng riêng nước là 1kg/l)
- Khối lượng ấm nhôm: \( m_{Al} = 600 \, g = 0,6 \, kg \)
- Nhiệt độ ban đầu nước và ấm: \( t_0 = 20^\circ C \)
- Nhiệt độ sôi: \( t_{sôi} = 100^\circ C \)
- Sau 35 phút, 30% khối lượng nước bay hơi: \( m_{hơi} = 0,3 \times 1,5 = 0,45 \, kg \)
- Nhiệt dung riêng nước: \( c_{nước} = 4190 \, J/kg.K \)
- Nhiệt dung riêng nhôm: \( c_{Al} = 880 \, J/kg.K \)
- Nhiệt hóa hơi nước ở 100 độ: \( L = 2,26 \times 10^6 \, J/kg \)
- Hiệu suất bếp điện: 75% (tức 75% nhiệt lượng bếp cung cấp thực tế truyền cho nước và ấm)
a) Tính nhiệt lượng mà ấm nhôm và nước nhận được:
Nhiệt lượng làm nóng nước từ 20 đến 100 độ:
\[
Q_{nước} = m_{nước} \times c_{nước} \times (t_{sôi} - t_0) = 1,5 \times 4190 \times (100 - 20) = 1,5 \times 4190 \times 80 = 502800 \, J
\]
Nhiệt lượng làm nóng ấm nhôm từ 20 đến 100 độ:
\[
Q_{Al} = m_{Al} \times c_{Al} \times (t_{sôi} - t_0) = 0,6 \times 880 \times 80 = 42240 \, J
\]
Nhiệt lượng làm bay hơi 30% nước:
\[
Q_{hơi} = m_{hơi} \times L = 0,45 \times 2,26 \times 10^6 = 1.017 \times 10^6 \, J = 1.017.000 \, J
\]
Tổng nhiệt lượng:
\[
Q_{tổng} = Q_{nước} + Q_{Al} + Q_{hơi} = 502800 + 42240 + 1.017.000 = 1.561.040 \, J
\]
b) Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm:
Tổng \( Q_{tổng} \approx 1,56 \times 10^6 \, J = 1.560 \, kJ \)
(Tuy nhiên đề bài cho "b) Nhiệt lượng cần cung cấp xấp xỉ bằng 1,56 kJ", có thể do lỗi đánh máy, vì tính ra phải là khoảng 1560 kJ.)
c) Điện năng cần cung cấp cho ấm:
Vì chỉ có 75% nhiệt lượng bếp truyền vào nước và ấm nên điện năng cung cấp:
\[
W = \frac{Q_{tổng}}{0,75} = \frac{1.561.040}{0,75} \approx 2.081.387 \, J = 2081,4 \, kJ
\]
d) Công suất cung cấp nhiệt:
Thời gian đun: 35 phút = 2100 giây
\[
P = \frac{W}{t} = \frac{2.081.387}{2100} \approx 991,1 \, W
\]
---
**Tóm tắt đáp án:**
a) Nhiệt lượng mà ấm nhôm và nước nhận được là:
\[
Q_{nước} + Q_{Al} = 502800 + 42240 = 545040 \, J
\]
b) Tổng nhiệt lượng cần cung cấp (bao gồm cả làm bay hơi) xấp xỉ:
\[
Q_{tổng} = 1.561.040 \, J \approx 1560 \, kJ
\]
c) Điện năng cần cung cấp cho ấm:
\[
W = \frac{Q_{tổng}}{0,75} \approx 2.081.387 \, J \approx 2083 \, kJ
\]
d) Công suất cung cấp nhiệt:
\[
P = \frac{W}{t} = \frac{2.081.387}{2100} \approx 991 \, W
\]
---
Nếu có câu hỏi hay phần nào chưa rõ, bạn hãy hỏi thêm nhé!