Đáp án Tự luận 3.3 Bài 3. Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học (trang 13, 14, 15) – SBT Vật lí 12 Chân trời sáng tạo. Tham khảo: Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng và công suất.
Câu hỏi/Đề bài:
Một ấm đun siêu tốc có phần thân ấm làm bằng thép không gỉ có khối lượng 0,5kg, đang chứa 1,8 lít nước ở 25 °C. Biết nhiệt dung riêng của thép và nước lần lượt là 460 J/kg.K và 4 180 J/kg.K.
a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun ấm nước đến khi sôi ở 100 °C.
b) Biết công suất điện ghi trên ấm đun là 1500 W. Tính thời gian đun sôi một ấm nước. Coi rằng điện năng chuyển hoàn toàn thành năng lượng nhiệt truyền cho ấm.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về nhiệt lượng và công suất
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun ấm nước đến khi sôi ở 100 °C:
\[\] \[Q = \left( {{m_{am}}{c_{th}} + {\rm{ }}{m_n}{c_n}} \right)\left( {{{\rm{t}}_2} – {{\rm{t}}_1}} \right) = \left( {0,5.460 + 1,8.4180} \right).\left( {100 – 25} \right) = 581{\rm{ }}550{\rm{ }}J\]
b) Thời gian đun sôi một ấm nước: \[{\rm{W}} = Q = Pt \Rightarrow t = \frac{Q}{P} = \frac{{581550}}{{1500}} \approx 388(s)\]