Đề bài

Sử dụng các thông tin sau cho 2 câu tiếp: Vào mùa đông, ở một số khu vực có thời tiết lạnh, người ta thường dùng lò sưởi điện để làm ấm không khí trong căn phòng kín có kích thước 3m ´ 5m ´ 10m (thể tích không khí chiếm 80% thể tích căn phòng). Một lò sưởi điện có ghi 220 V – 880 W được sử dụng với dòng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V.

    Khi bắt đầu bật lò sưởi điện, nhiệt độ không khí trong phòng là 15 ⁰C, áp suất 0,97.10⁵ Pa. Sau khi bật lò sưởi được một khoảng thời gian t (s), nhiệt độ không khí trong phòng là 20 ⁰C. Lượng khí thoát ra khỏi phòng không đáng kể.

    Biết khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 Bar = 10⁵ Pa, nhiệt độ 25 ⁰C) là 1,169 kg/m³; Nhiệt dung riêng của không khí là 1 005 J/(kg.K). Hiệu suất của quá trình sưởi ấm không khí trong phòng là H_{sưởi ấm} = 70%. Xem không khí trong phòng là khí lí tưởng.

Câu 1

Tính khối lượng không khí trong căn phòng theo đơn vị kilogram (kg) (làm tròn đến hàng đơn vị).

Phương pháp giải

Tính thể tích không khí trong phòng.

Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để tìm khối lượng

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Đáp án :

Thể tích không khí trong căn phòng: 80%.3.5.10 = 120 m³.

Áp dụng phương trình Clapeyron cho khối khí trong phòng ở điều kiện chuẩn và ở thời điểm bắt đầu bật lò sưởi điện lần lượt ta có:

\({p_0}{V_0} = {n_0}R{T_0} = \frac{{{m_0}}}{M}R{T_0}\) và \({p_1}{V_1} = {n_1}R{T_1} = \frac{{{m_1}}}{M}R{T_1}\)

\( \to \frac{{{p_1}}}{{{p_0}}} = \frac{{\frac{{{m_1}}}{M}R{T_1}}}{{\frac{{{m_0}}}{M}R{T_0}}} \to {m_1} = \frac{{{D_0}{T_0}{p_1}{V_1}}}{{{T_1}{p_0}}} = \frac{{1,169.(25 + 273){{.0,97.10}^5}.120}}{{(15 + 273){{.10}^5}}} = 141kg\)

Đáp án: 141

---

Xem thêm các câu hỏi cùng đoạn

Câu 2

Tính thời gian t (s) từ lúc bắt đầu bật lò sưởi đến khi nhiệt độ trong phòng bằng 20 ⁰C (làm tròn đến hàng chục).

Phương pháp giải

Tính nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ không khí \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\)

Tính năng lượng cung cấp từ lò sưởi điện, có tính hiệu suất.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Đáp án :

Do lò sưởi điện được sử dụng ở điện áp hiệu dụng bằng điện áp định mức 220 V nên công suất tiêu thụ điện của lò sưởi là 880 W.

Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối khí trong phòng tăng nhiệt độ từ 15 ⁰C đến 20 ⁰C:

\({Q_{thu}} = {m_1}c\Delta T = \frac{{16895557}}{{120000}}.1005(20 - 15) = \frac{{1132002319}}{{1600}}J\)

Nhiệt lượng lò sưởi đã tỏa ra:

\({H_{suoi}} = \frac{{{Q_{thu}}}}{{{Q_{toa}}}}.100\%  \to {Q_{toa}} = \frac{{{Q_{thu}}.100\% }}{{{H_{suoi}}}} = \frac{{\frac{{1132002319}}{{1600}}.100\% }}{{70\% }} = \frac{{161714617}}{{160}}J\)

Khoảng thời gian t (s) từ lúc bắt đầu bật lò sưởi đến khi nhiệt độ trong phòng bằng 20 ⁰C:

\({Q_{toa}} = Pt \to t = \frac{{{Q_{toa}}}}{P} = \frac{{\frac{{161714617}}{{160}}}}{{880}} = 1150s\)

Đáp án: 1150

---