Giải Câu hỏi 1 trang 22 SGK Vật lí 12

Lời giải

Phân tích yêu cầu bài toán

Tuy nhiệt dung riêng của nước ($c_{\text{nước}} \approx 4\,200\ \text{J/kg.K}$) lớn gấp hơn hai lần của dầu ($c_{\text{dầu}} \approx 1\,700 - 2\,000\ \text{J/kg.K}$), nghĩa là xét riêng về khả năng thu và giữ nhiệt thì nước tốt hơn dầu, nhưng việc chọn chất làm mát còn phải căn cứ vào điều kiện làm việc của thiết bị.

Giải thích

- Trong máy biến áp, các cuộn dây mang điện áp rất cao. Chất làm mát bao quanh và len lỏi giữa các cuộn dây nên bắt buộc phải là chất cách điện (điện môi). Dầu là chất cách điện tốt, vừa nhận nhiệt từ cuộn dây và lõi thép để tản ra ngoài, vừa đảm bảo an toàn điện. Ngược lại, nước (nhất là nước thường có lẫn tạp chất, ion) dẫn điện, nếu dùng sẽ gây rò điện, chập mạch, rất nguy hiểm — nên dù nhiệt dung riêng lớn hơn, nước vẫn không được dùng.

- Trong bộ tản nhiệt của động cơ nhiệt (động cơ ô tô, xe máy...), bộ phận cần làm mát không mang điện áp cao, nên không đòi hỏi chất làm mát phải cách điện. Khi đó người ta tận dụng ưu điểm nhiệt dung riêng lớn của nước: cùng một khối lượng và cùng độ tăng nhiệt độ, nước thu được nhiều nhiệt hơn ($Q = mc\Delta t$), nên làm mát hiệu quả hơn, lại rẻ và sẵn có.

Kết luận: Việc chọn dầu cho máy biến áp là vì dầu vừa truyền (tản) nhiệt vừa cách điện, bảo đảm an toàn cho thiết bị điện áp cao; còn động cơ nhiệt không yêu cầu cách điện nên dùng nước để tận dụng nhiệt dung riêng lớn.

Đáp số