Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.

Trả lời:

+ Điện năng A = I²Rt = (2,4)².5.300 = 8640 J.

C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.

Trả lời:

+ Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được: Q = Q₁ + Q₂ ; trong đó

Nhiệt lượng nước nhận được Q₁ = c₁m₁ ∆t^o = 4200.0,2.9,5 = 7980 J.

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được Q₂ = c₂m₂ ∆t^o = 880.0,078.9,5 = 652 J.

Vậy Q = 7980 + 652 = 8632 J.

C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

Trả lời:

+ So sánh: ta thấy A lớn hơn Q một chú. Điện năng tiêu thụ đã có một ít biến thành nhiệt lượng được truyền ra môi trường xung quanh.

Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tếp nhau. Theo định luật Jun - Len-xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc và dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên và có nhiệt độ gần như nhiệt độ của môi trường.

Ấm điện được dùng hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức nên công suất P của nó cũng chính bằng công suất định mức (1000W).

Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, nên nhiệt lượng Q để đun sôi nước sẽ chính bằng lượng điện năng A mà ấm đã tiêu thụ. Ta có A = Q, tức là Pt = cm(t₂ – t₁), từ đó suy ra

t = = 672 s.

a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1s là Q = I²Rt = 2,5².80.1 = 500 J.

(Cũng có thể nói công suất tỏa nhiệt của bếp là P = 500W).

b) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút là Q_tp = Q.20.60 = 600000 J.

Nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước đã cho là

Q_i = cm(t₂ – t₁) = 4200.1,5.(100-25) = 472500 J

Hiệu suất của bếp là: H = = 78,75 %.

c) Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày (theo đơn vị kW.h) là:

A = Pt = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW.h

Tiền điện phải trả là: T = 45.700 = 315000 đồng

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

Q_i = cm(t₂ – t₁) = 4200.2.(100-20) = 672000 J

b) Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra khi đó là:

Từ công thức H = => Q_tp = = 746700 J

c) Thòi gian đun sôi lượng nước trên là:

Từ công thức Q_tp = A = Pt, ta tìm được t = ≈ 747 s

a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là:

Từ công thức R = = 1,7.10^-8. = 1,36 Ω.

b) Cường độ dòng điện chạy trong đường đây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây là:

Từ công thức P = UI, suy ra I = = 0,75 A.

c) Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là:

Q = I²Rt = 0,75².30.3.1,36 = 68,9 W.h ≈ 0,07 kW.h.