Một bếp điện loại 220V - 1000W được sử dụng

Giải Vật Lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I : Điện học

Bài 19 (trang 56 SGK Vật Lí 9): Một bếp điện loại 220V - 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu 25^oC. Hiệu suất của quá trình đun là 85%.

a. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

b. Mỗi ngày đun sôi 4l nước bằng bếp điện trên đây cùng với điều kiện đã cho, thì trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá điện là 700 đồng mỗi kW.h.

c. Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này và vẫn sử dụng hiệu điện thế 220V thì thời gian đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như trên là bao nhiêu?

Tóm tắt:

Bếp điện: U_m = 220V, P _m = 1000W; U = 220V;

V₁ = 2l => m₁ = 2kg; t₀ = 25ºC; H = 85%

a) c = 4200J/kg.K; t = ?

b) V₂ = 4l => m₂ = 4kg; 700 đồng/1kW.h;

Tiền  T = ?

c) Gập đôi dây; t’ = ?

Lời giải:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là:

Q_i = m₁.c.Δtº = 2.4200.(100 – 25) = 630000 (J)

Ta có: $\text{H=}\frac{{\text{Q}}_{\text{i}}}{{\text{Q}}_{\text{tp}}}{\text{.100\%=>Q}}_{\text{tp}}\text{=}\frac{{\text{Q}}_{\text{i}}\text{.100\%}}{\text{H}}$

Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra là:

${\text{Q}}_{\text{tp}}\text{=}\frac{{\text{Q}}_{\text{i}}\text{.100\%}}{\text{H}}\text{=}\frac{\text{630000.100\%}}{\text{85\%}}\text{=741176,5J}$

Vì U = U_m = 220 nên bếp hoạt động với công suất P  = P _m = 1000W

Ta có: Q_tp = A = P.t

Thời gian đun sôi nước là: t = Q_tp : P = 741176,5 : 1000 = 741 (s) = 12,35 phút

b) Nhiệt lượng do bếp tỏa ra để đun sôi 4 lít nước là:

Q₁ = 2.Q_tp = 2.741176,5 = 1482353 (J) (vì m₂ = 4kg = 2m₁)

Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trong 30 ngày là:

Q₂ = 1482353.30 = 44470590 (J)

Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng là:

A = Q₂ = 44470590 J = 12,35kW.h (vì 1kW.h = 3600000J)

Tiền điện phải trả là: Tiền T = A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng

c) Do gập đôi dây điện trở nên: tiết diện dây tăng 2 lần

 ⇒ điện trở giảm 2 lần và chiều dài dây giảm 2 lần

⇒ điện trở giảm 2 lần.

Vậy R giảm 4 lần

Dựa vào công thức $\text{P}=\frac{{\mathrm{U}}^2}{\mathrm{R}}$ nên khi R giảm 4 lần thì P tăng 4 lần, khi đó:

P ’ = 4.1000 = 4000 (W)

Thời gian đun sôi nước là:

t’ = Q_tp : P  = 741176,5 : 4000 = 185 (s) = 3,08 phút

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 9 hay, chi tiết khác:

Bài 1 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn phụ thuộc...

Bài 2 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Nếu đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu một dây dẫn...

Bài 3 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó sử dụng ampe kế và vôn kế...

Bài 4 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Viết công thức tính điện trở tương đương đối với...

Bài 5 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Hãy cho biết...

Bài 6 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Viết đầy đủ các câu dưới đây...

Bài 7 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Viết đầy đủ các câu dưới đây...

Bài 8 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Hãy cho biết...

Bài 9 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun – Len -xơ...

Bài 10 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Cần phải thực hiện những quy tắc nào để đảm bảo an toàn...

Bài 11 (trang 54 SGK Vật Lí 9): Hãy cho biết...

Bài 12 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Đặt một hiệu điện thế 3V vào hai đầu dây dẫn bằng hợp kim...

Bài 13 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu các dây dẫn khác nhau...

Bài 14 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Điện R1 = 30Ω chịu được dòng điện có độ lớn nhất...

Bài 15 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Có thể mắc song song hai điện trở đã cho ở câu 14...

Bài 16 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Một dây dẫn đồng chất, chiều dài l, tiết diện S có điện trở...

Bài 17 (trang 55 SGK Vật Lí 9): Khi mắc nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂ vào hiệu điện thế...

Bài 18 (trang 56 SGK Vật Lí 9): Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện...

Bài 20 (trang 56 SGK Vật Lí 9): Một khu dân cư sử dụng công suất điện trung bình...