Một ấm nước dùng với hiệu điện thế 220V thì đun sôi được 1,5 lít nước từ nhiệt độ 20oC trong thời gian 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, khối lượng riêng của nước d = 1000kg/m3 và hiệu suất của ấm là 90%. Điện trở của ấm điện gần nhất với giá trị nào sau đây?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiNhiệt lượng mà ấm tỏa ra trong thời gian t=10 phút
\({Q_{toa}}\; = {I^2}.R.t{\rm{ }} = \;\frac{{{U^2}}}{R}t\;\)
Nhiệt lượng mà nước thu vào:
\({Q_{thu}}\; = mc({\rm{ }}{t_2}\; - {\rm{ }}{t_1}) = DVc({\rm{ }}{t_2}\; - {\rm{ }}{t_1})\)
Vì hiệu suất của ấm là H=90% nên ta có\(\begin{array}{l} H = \frac{{{Q_{thu}}}}{{{Q_{toa}}}} \Rightarrow {Q_{thu}} = H.{Q_{toa}}\\ \Leftrightarrow DVc({\rm{ }}{t_2}\; - {\rm{ }}{t_1}) = H.\;\frac{{{U^2}}}{R}t\;\\ \Rightarrow R = H.\;\frac{{{U^2}}}{{DVc({\rm{ }}{t_2}\; - {\rm{ }}{t_1})}}t\; = 0,9.\frac{{{{220}^2}.10.60}}{{1000.1,{{5.10}^{ - 3}}.4200.80}} \approx 52\Omega \end{array}\)