Bài tập năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu

Khối lượng của $3$ lít nước $= 3kg$

+ Nhiệt lượng dùng để đun sôi nước là: ${Q_{nuoc}} = {m_{nuoc}}{c_{nuoc}}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 3.4200.\left( {100 - 24} \right) = 957600J$

+ Nhiệt lượng do củi tỏa ra là: $Q = qm = {10^7}.1,5 = {15.10^6}J$

Vậy nhiệt lượng đã mất mát trong quá trình đun nước là:

$\Delta Q = Q - {Q_{nuoc}} = {15.10^6} - 957600 = 14042400J$

+ Nhiệt lượng do $30g$ dầu tỏa ra là: ${Q_{tp}} = qm = {44.10^6}.0,03 = {132.10^4}J$

+ Ta có $H = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{Q_{tp}}}}.100\%$

Vậy nhiệt lượng đun sôi nước là ${Q_{ich}} = \dfrac{{{Q_{tp}}.H}}{{100\% }} = \dfrac{{{{132.10}^4}.30\% }}{{100\% }} = 396000J$

Mặt khác:

$\begin{array}{l}{Q_{ich}} = {m_{nuoc}}.{c_{nuoc}}({t_2} - {t_1})\\ \Rightarrow {m_{nuoc}} = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{c_{nuoc}}({t_2} - {t_1})}} = \dfrac{{396000}}{{4200.(100 - 30)}} = 1,35kg\end{array}$

Vậy với $30g$ dầu có thể đun sôi $1,35kg$ nước có nhiệt độ ban đầu là ${30^0}C$.

Giả sử nhiệt lượng cần đun sôi lượng nước là ${Q_{ich}}$, nhiệt lượng toàn phần của bếp dầu thứ nhất là ${Q_{tp1}}$ và bếp dầu thứ hai là${Q_{tp2}}$

Ta có $\left\{ \begin{array}{l}{H_1} = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{Q_{tp1}}}}.100\% \\{H_2} = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{Q_{tp1}}}}.100\% \end{array} \right. \Rightarrow \dfrac{{{Q_{tp1}}}}{{{Q_{tp2}}}} = \dfrac{{{H_2}}}{{{H_1}}}(1)$

Mà nhiệt lượng tỏa ra của dầu ${Q_{tp}} = qm \Rightarrow \dfrac{{{Q_{tp1}}}}{{{Q_{tp2}}}} = \dfrac{{{m_1}}}{{{m_2}}} = \dfrac{{D{V_1}}}{{D{V_2}}} = \dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}}(2)$

Từ (1) và (2) ta có:

$\dfrac{{{H_2}}}{{{H_1}}} = \dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} \Rightarrow {V_2} = {V_1}.\dfrac{{{H_1}}}{{{H_2}}} = 1.\dfrac{{30}}{{20}} = 1,5lit$

Vậy để đun sôi lượng nước trên với bếp dầu có hiệu suất $20\%$, thì phải dùng $1,5lit$.

Khối lượng của $2$ lít nước $= 2kg$

 Nhiệt lượng cần để đun sôi nước là: $Q = mc\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 2.4190\left( {100 - 15} \right) = 712300J$

Ta có $H = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{Q_{tp}}}}.100\%  \Rightarrow {Q_{tp}} = \dfrac{{{Q_{ich}}.100\% }}{H} = \dfrac{{712300.100\% }}{{40\% }} = 7180750J$

Mặt khác, ta có: ${Q_{tp}} = qm \to m = \dfrac{{{Q_{tp}}}}{q} = \dfrac{{1780750}}{{{{46.10}^6}}} = 0,0387kg$ 

Mà thời gian đun mất $10$ phút nên mỗi phút lượng dầu cần dùng là: $m' = \dfrac{m}{t} = \dfrac{{0,0387}}{{10}} = 0,00387kg$

Đại lượng cho biết nhiệt lượng toả ra khi $1{\rm{ }}kg$ nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.