Bạn An dùng một ấm điện loại 220V - 800W để đun sôi 2,5 lít nước ở 20oC. Khi sử dụng ở hiệu điện thế 220V để đun nước thì ấm mất 20 phút nước mới sôi. Nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/(kg.K). a) Tính điện trở và cường độ dòng điện qua ấm khi hoạt động bình thường. b) Tính hiệu suất của ấm

Đáp án:

\({\text{a}})\,\,60,5\,\,\Omega ;\,\,3,6\,\,A;\,\,b)\,\,87,5\% \)

Giải thích các bước giải:

a) Điện trở của ấm: \(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{{220}^2}}}{{800}} = 60,5\,\,\left( \Omega  \right)\)

Cường độ dòng điện qua ấm: \(I = \frac{P}{U} = \frac{{800}}{{220}} = \frac{{40}}{{11}} = 3,6\;\,\left( A \right)\)

b) Nhiệt lượng ấm tỏa ra là:

\(Q = P.t = 800.20.60 = {96.10^4}\,\,\left( J \right)\)

Nhiệt lượng dùng để đun sôi nước:

\({Q_i} = mc\Delta {t^0} = 2,5.4200.\left( {100 - 20} \right) = {84.10^4}\,\,\left( j \right)\)

Hiệu suất của ấm: \(H = \frac{{{Q_i}}}{Q} = \frac{{{{84.10}^4}}}{{{{96.10}^4}}} = 0,875 = 87,5\% \)