Giải Câu hỏi 3 trang 22 SGK Vật lí 12

Lời giải

Tóm tắt: V = 20 lít = 0,02 m³; D = 1 000 kg/m³ → khối lượng nước: $m = D \cdot V = 1000 \times 0,02 = 20$ kg. Nhiệt dung riêng của nước $c = 4\,200$ J/(kg·K). Độ tăng nhiệt độ $\Delta t = 70 - 20 = 50\ ^\circ\text{C}$.

a) Nhiệt lượng cần truyền cho nước:
$$Q = mc\Delta t = 20 \times 4200 \times 50 = 4\,200\,000\ \text{J} = 4200\ \text{kJ} = 4,2\ \text{MJ}.$$

b) Thiết bị có công suất $P = 2{,}5$ kW $= 2500$ W, nhưng chỉ 80% điện năng tiêu thụ được dùng để làm nóng nước. Gọi $A$ là điện năng tiêu thụ, phần năng lượng làm nóng nước là $0{,}8A = Q$, do đó:
$$A = \frac{Q}{0{,}8} = \frac{4\,200\,000}{0{,}8} = 5\,250\,000\ \text{J}.$$
Thời gian đun:
$$t = \frac{A}{P} = \frac{5\,250\,000}{2500} = 2100\ \text{s} = 35\ \text{phút}.$$
(Kiểm tra: công suất hữu ích $P_{ich} = 0{,}8 \times 2500 = 2000$ W, $t = Q/P_{ich} = 4\,200\,000/2000 = 2100$ s ✓.)

Đáp số