Một ấm đun nước có công suất không đổi 2 100 W và có nhiệt kế hiển thị nhiệt độ tức thời của nước trong ấm. Một bạn học sinh dùng ấm này để đun nước với lượng nước có sẵn trong ấm, nhiệt độ hiển thị ban đầu là $t_0 = 20^\circ\text{C}$. Sau khoảng thời gian đun $\tau_1 = 1$ phút thì nhiệt độ của nước tăng lên tới $t_1 = 40^\circ\text{C}$ và bạn học sinh bắt đầu thêm nước ở nhiệt độ $t_x^\circ\text{C}$ ($t_x < t_1$) vào trong ấm (nước được khuấy đều và đảm bảo an toàn về điện). Tại thời điểm $\tau_2 = 5$ phút thì nhiệt độ của nước đạt tới $t_2 = 60^\circ\text{C}$. Sau khoảng thời gian 5 phút kể từ thời điểm $\tau_2$ thì nước bắt đầu sôi.

Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn nhiệt độ của nước trong ấm theo thời gian trong quá trình đun. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường. Quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh chóng. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước lần lượt là $4\,200\,\text{J}/(\text{kg.K})$ và $2{,}3 \cdot 10^6\,\text{J}/\text{kg}$.

a) Nhiệt lượng do ấm cung cấp từ thời điểm ban đầu đến thời điểm nước bắt đầu sôi là 21 000 J.
b) Lượng nước có sẵn trong ấm và lượng nước được thêm vào ấm lần lượt là 2,25 kg và 1,5 kg.
c) Nhiệt độ ban đầu của lượng nước được thêm vào ấm là $t_x = 20^\circ\text{C}$.
d) Khi nước sôi, bạn học sinh lấy ra 3 kg nước từ ấm. Bạn quên đậy nắp và không ngắt điện nên sau 10 phút nước trong ấm bay hơi hoàn toàn.