Công thức tính hiệu suất ấm điện, bếp điện khi đun nước hay nhất - Vật lý lớp 11
Với Công thức tính hiệu suất ấm điện, bếp điện khi đun nước Vật lý lớp 11 chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng nhớ toàn bộ các công thức tính hiệu suất ấm điện, bếp điện khi đun nước từ đó biết cách làm bài tập Vật lý 11. Mời các bạn đón xem:
Công thức tính hiệu suất ấm điện, bếp điện khi đun nước - Vật lý lớp 11
1. Định nghĩa
- Khi đun nước, ta cần cung cấp nhiệt lượng cho nước nóng lên, dụng cụ chứa nước (như ấm hay nồi) nóng lên, đồng thời nhiệt lượng còn bị mất mát ra môi trường xung quanh. Phần nhiệt lượng cung cấp cho nước nóng lên là nhiệt lượng có ích. Nhiệt lượng mà ấm điện hay bếp điện cung cấp để đun nước là nhiệt lượng toàn phần, bằng tổng nhiệt lượng cung cấp cho nước nóng lên, nhiệt lượng cung cấp cho dụng cụ chứa nước nóng lên và nhiệt lượng truyền ra môi trường.
- Hiệu suất của bếp điện hay ấm điện khi đun nước được tính bằng tỉ số giữa nhiệt lượng có ích và nhiệt lượng toàn phần.
2. Công thức – Đơn vị đo
Hiệu suất của bếp đun nước là:
Trong đó:
+ H là hiệu suất của bếp đun nước, có đơn vị %;
+ Qích là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước nóng lên, có đơn vị Jun (J);
+ Qtp là nhiệt lượng do bếp tỏa ra trong thời gian đun nước, có đơn vị Jun (J).
Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước nóng lên từ nhiệt độ t0 đến t1 là:
Qích = mc∆t = m.c.(t1 – t0)
Trong đó:
+ Qích là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước; có đơn vị Jun (J);
+ m là khối lượng nước, có đơn vị ki lô gam (kg);
+ c là nhiệt dung riêng của nước, có đơn vị J/(kg.K);
+ t0 là nhiệt độ ban đầu của nước, có đơn vị 0C hoặc K;
+ t1 là nhiệt độ sau của nước, có đơn vị 0C hoặc K.
Nhiệt lượng mà ấm điện hay bếp điện cung cấp là Qtp = P.t = I2.R.t
Trong đó:
+ Qtp là nhiệt lượng bếp điện hay ấm điện tỏa ra, có đơn vị Jun (J);
+ P là công suất tỏa nhiệt của bếp, có đơn vị oát (W);
+ t là thời gian đun nước, có đơn vị giây (s);
+ I là cường độ dòng điện chạy qua bếp điện hay ấm điện, có đơn vị ampe (A);
+ R là điện trở của dây nóng, có đơn vị ôm (Ω).
3. Mở rộng
Khi biết hiệu suất của bếp hay ấm điện, ta có thể tính được nhiệt lượng cần cung cấp cho nước hoặc nhiệt lượng bếp tỏa ra:
Khi biết nhiệt lượng toàn phần có thể tính được thời gian đun nước hoặc công suất của bếp điện hay ấm điện
Khi biết nhiệt lượng cần cung cấp cho nước có thể tính được khối lượng của nước , nhiệt độ ban đầu của nước
4. Ví dụ minh họa
Bài 1: Dùng bếp điện có công suất P = 600 W, hiệu suất 80% để đun 1,5 lít nước ở nhiệt độ t0 = 200C. Hỏi sau bao lâu thì nước sẽ sôi? Cho biết nhiệt dung riêng của nước c = 4,18 kJ/(kg.K).
Bài giải:
1,5 lít nước có khối lượng m = 1,5 kg, nhiệt độ sôi của nước là t1 = 1000C
Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước sôi từ 200C là:
Qich = mc∆t = 1,5.4,18.103.(100-20) = 501600 (J)
Hiệu suất của ấm là 80% nên nhiệt lượng toàn phần mà ấm đã cung cấp là
Thời gian đun nước là: = 17,41 phút
Bài 2: Trên nhãn một ấm điện có ghi 220V – 1000 W.
a) Cho biết ý nghĩa các số ghi trên nhãn ấm điện.
b) Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 250C. Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(Kg.K).
Bài giải:
a) Ý nghĩa của các con số trên nhãn ấm là:
220V là giá trị hiệu điện thế hiệu dụng, tức là hiệu điện thế cần đặt vào để ấm hoạt động bình thường.
1000W là công suất tiêu thụ của ấm khi sử dụng ấm ở hiệu điện thế 220V.
b)
Nhiệt lượng cần thiết để làm sôi 2 lít nước là:
Q = m.c. t = 2. 4190.(100-25) = 628500 (J)
Nhiệt lượng này được cung cấp từ dây mayxo của ấm điện, là phần điện năng tiêu thụ có ích. Tuy nhiên, ấm còn cần cung cấp nhiệt cho vỏ ấm và tỏa ra môi trường xung quanh nên nhiệt lượng mà ấm cung cấp nhiều hơn giá trị Q đã tính ở trên. Do đó, từ công thức hiệu suất của ấm suy ra công thức tính nhiệt lượng toàn phần mà ấm đã cung cấp .
Mặt khác, theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, nhiệt lượng mà ấm tỏa ra bằng giá trị điện năng mà ấm đã tiêu thụ : A = Qtp
Điện năng thực tế mà ấm đã tiêu thụ là: A=Qtp =
Thời gian đun nước được xác định từ công thức công suất của ấm:
P ==> t =
Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:
Công thức định luật ôm cho toàn mạch
Công thức tính cường độ dòng điện khi đoản mạch
Công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 11 | Giải bài tập Hóa học 11 Học kì 1, Học kì 2 (Sách mới)
- Lý thuyết Hóa học 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Hóa 11
- Giải sbt Hóa học 11 (sách mới) | Sách bài tập Hóa học 11
- Các dạng bài tập Hóa học lớp 11
- Giáo án Hóa học lớp 11 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Soạn văn 11 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ Văn 11 (sách mới)
- Soạn văn 11 (ngắn nhất) | Để học tốt Ngữ văn 11 (sách mới)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Văn mẫu 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Toán 11 | Giải bài tập Toán 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Các dạng bài tập Toán lớp 11
- Lý thuyết Toán lớp 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Toán 11
- Giáo án Toán lớp 11 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 11 mới nhất
- Chuyên đề Toán lớp 11 mới nhất
- Giải sgk Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Tiếng Anh 11 | Giải bài tập Tiếng anh 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (sách mới) | Sách bài tập Tiếng Anh 11
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Lịch sử 11 | Giải bài tập Lịch sử 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Lịch Sử 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Lịch Sử 11
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 11
- Giải sgk Sinh học 11 | Giải bài tập Sinh học 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Sinh học 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Sinh 11
- Giải sgk Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Địa Lí 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Địa lí 11
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 11
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 11