Một bếp điện được dùng để đun sôi $1{,}5$ lít nước ở nhiệt độ ban đầu là $30^\circ$C trong $4{,}6$ phút. Bếp được sử dụng với mạng điện dân dụng ở Việt Nam có biểu thức điện áp là $u = 220\sqrt{2} \cos(100 \pi t)$ (V). Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là $4\,200 \,\text{J/(kg.K)}$ và $997 \,\text{kg/m}^3$. Điện trở của bếp điện là $24{,}2 \,\Omega$. Hiệu suất của bếp điện là x %. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?
Một bếp điện được dùng để đun sôi $1{,}5$ lít nước ở nhiệt độ ban đầu là $30^\circ$C trong $4{,}6$ phút. Bếp được sử dụng với mạng điện dân dụng ở Việt Nam có biểu thức điện áp là $u = 220\sqrt{2} \cos(100 \pi t)$ (V). Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là $4\,200 \,\text{J/(kg.K)}$ và $997 \,\text{kg/m}^3$. Điện trở của bếp điện là $24{,}2 \,\Omega$. Hiệu suất của bếp điện là x %. Giá trị của x là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Khối lượng của $1{,}5$ lít nước là:
\[
m = D \cdot V = 997 \cdot 1{,}5 \cdot 10^{-3} = 1{,}4955 \,\text{kg}
\]
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ đến khi sôi là:
\[
Q_{\text{thu}} = m \cdot c \cdot \Delta T
= 1{,}4955 \cdot 4200 \cdot (100-30) = 439\,677 \,\text{J}
\]
Nhiệt lượng bếp điện tỏa ra trong $4{,}6$ phút là:
\[
Q_{\text{tỏa}} = I^2 R t
= \frac{U^2}{R} \cdot t
= \frac{220^2}{24{,}2} \cdot 4{,}6 \cdot 60
= 552\,000 \,\text{J}
\]
Hiệu suất của bếp điện là:
\[
H = \frac{A_{\text{có ích}}}{A_{\text{toàn phần}}} \cdot 100\%
= \frac{Q_{\text{thu}}}{Q_{\text{tỏa}}} \cdot 100\%
= \frac{439\,677}{552\,000} \cdot 100\% \approx 80\%
\]
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- 500 Bài tập tổng ôn Vật lí (Form 2025) ( 38.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
A. $\dfrac{13}{2} nRT$
B. $\dfrac{11}{2} nRT$
C. $\dfrac{9}{2} nRT$
D. $5 nRT$
Lời giải
Đáp án đúng là A
Quá trình (1)→(2) là đẳng tích, nên
\[
\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}\ \Rightarrow\ \frac{p_0}{T}=\frac{2p_0}{T_2}\ \Rightarrow\ T_2=2T,
\]
và khối khí không thực hiện công nên \(A_{12}=0\).
Quá trình (2)→(3) là đẳng áp, nên
\[
\frac{V_2}{T_2}=\frac{V_3}{T_3}\ \Rightarrow\ \frac{V_0}{2T}=\frac{2V_0}{T_3}\ \Rightarrow\ T_3=4T.
\]
Công do khối khí thực hiện:
\[
A_{23}=p_2\Delta V=p_2\,(V_3-V_2)=2p_0V_0.
\]
Từ phương trình trạng thái tại (1): \(p_0V_0=nRT\Rightarrow A_{23}=2nRT\).
Nội năng của khí (đơn nguyên tử) \(U=\tfrac{3}{2}nRT\), do đó
\[
U_1=\tfrac{3}{2}nRT,\qquad
U_2=\tfrac{3}{2}nRT_2=\tfrac{3}{2}nR(2T)=3nRT,\qquad
U_3=\tfrac{3}{2}nRT_3=\tfrac{3}{2}nR(4T)=6nRT.
\]
Độ biến thiên nội năng và nhiệt lượng từng đoạn:
\[
\Delta U_{12}=U_2-U_1=3nRT-\tfrac{3}{2}nRT=\tfrac{3}{2}nRT,
\]
\[
\Delta U_{12}=A_{12}+Q_{12}\Rightarrow Q_{12}=\tfrac{3}{2}nRT.
\]
Với quy ước \(A>0\) là công do ngoài thực hiện lên khí, đoạn (2)→(3) khí nở làm công ra ngoài nên \(A_{23}=-2nRT\). Khi đó
\[
\Delta U_{23}=U_3-U_2=6nRT-3nRT=3nRT=A_{23}+Q_{23}
\Rightarrow Q_{23}=3nRT-(-2nRT)=5nRT.
\]
Tổng nhiệt lượng khí nhận trong (1)→(2)→(3) là
\[
Q=Q_{12}+Q_{23}=\tfrac{3}{2}nRT+5nRT=\tfrac{13}{2}\,nRT.
\]
Lời giải
Gọi $\tau$ (s) là khoảng thời gian bơm nước vào bể.
Lượng nước chảy vào bể của mỗi vòi trong khoảng thời gian $\tau$ là:
\[
m = D \cdot V = 997 \cdot 0{,}25 \cdot 10^{-3} \cdot \tau = 0{,}24925 \cdot \tau \, (\text{kg})
\]
Xét sự truyền nhiệt giữa lượng nước chứa trong bể với lượng nước nóng, lạnh được bơm vào, ta có:
\[
Q_{toà} = Q_{thu}
\]
\[
\Rightarrow 0{,}24925 \, \tau \, c_n \, (90 - 40)
= 0{,}24925 \, \tau \, c_n \, (40 - 10) + 997 \cdot 50 \cdot 10^{-3} \, c_n \, (40 - 20)
\]
\[
\Rightarrow \tau = 200 \, \text{s}
\]
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
A. $47^\circ\mathrm{C}$
B. $48^\circ\mathrm{C}$
C. $53^\circ\mathrm{C}$
D. $54^\circ\mathrm{C}$
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
A. $131{,}25\,\mathrm{J}$
B. $18{,}75\,\mathrm{J}$
C. $150\,\mathrm{J}$
D. $112{,}5\,\mathrm{J}$
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo