Vớ dụ 1: Một lũ luyện thộp cần nung chảy 30 tấn thộp từ 300C đến khi núng chảy hoàn toàn ở 1.3000C bằng điện.
a) Nhiệt lượng thộp cần thu vào là bao nhiờu?
b) Nếu hiệu suất nũ lung là 60% thỡ nhiệt lượng lũ phải tỏa ra là bao nhiờu
c) Nếu dựng lũ cú cụng suất 1MW thỡ thời gian nung chảy thộp sẽ là bao nhiờu (H 60%).
Ở ý a, b học sinh đó làm quen, ý c giỏo viờn chỉ cần hướng dẫn cỏc em tận dụng phương trỡnh cõn bằng nhiệt khụng hoàn toàn và cụng thức tớnh cụng suất
30
Vớ dụ 2: ( Sự chuyển hoỏ điện năng thnàh nhiệt năng ,cú hiện tượng hao phớ điện năng thực tế )
Một bỡnh bằng đồng cú khối lượng m = 500g, chứa m1 = 1 kg nước ở nhiệt độ t1 = 60 0C.
Thả vào bỡnh lượng nước đỏ m2 = 600g ở nhiệt độ t2 < 0 0C. khi cú cõn bằng nhiệtnhiệt độ chung là t = 5 0C - Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra mụi trường? Tớnh t2
-Bõy giờ đun sụi nước trong bỡnh bằng dõy đun cú điện trở R như sau:
-Ở hiệu điện thế U1 = 120V hết thời gian t1 = 10ph, ở hiệu điện thế U2 = 100V hết thời gian t2 = 15ph, - ở hiệu điện thế U3 = 80V hết thời gian t3. Biết nhiệt lượng hao phớ tỷ lệ với thời gian đun.
-Tớnh t3? ( C đồng= 400J/KgK ; Cnc đỏ= 2.100J/Kg.K,Cnc= 4.200J/Kg.K, λncđỏ= 340000J/Kg.)
Giải:
Nước đỏ thu nhiệt núng từ t2 lờn đến O 0C: Q1 = c nđỏ. M 2 (0 – t2) Nước đỏ thu nhiệt núng chảy hết ở O 0C: Q 2 = λ.m 2
Nước thu nhiệt núng lờn từ O0C đến 50C: Q3 = cn. m2 (5 -0)
Bỡnh và nước tỏa nhiệt: Q4 = (cn. m1 + m c. ) (80 – 5) Phương trỡnh cõn bằng nhiệt: Q1 + Q2 + Q3 = Q4
31
Theo đề bài ta cú nhiệt lượng tỏa ra mụi trường: Qhp = k.t (với k là hệ số tỷ lệ).
Gọi Q0 là nhiệt lượng cung cấp cho bỡnh làm sụi nước.
Với nguồn U1: = Q0 + k.t1 => = Q 0R + kRt1 (1) Với nguồn U2: = Q 0 + k.t2 => = Q0R + kRt2 (2) Với nguồn U3: = Q0 + k.t3 => = Q 0R + kRt3 (3) Từ (1) và (2) ta cú: k. R = (4) Từ (2) và (3) ta cú: k. R = (5) Từ (3) và (4) ta cú: t = 25,4 phỳt U12. t1 R U 22. t2 R U32. t3 R U12. t1 U22. t2 U32. t3 U12. t1 - U2 2 .t2 t1 - t 2 U22. t2 - U3 2 .t3 t2 - t 3
32
Vớ dụ 3: Bài tập điện năng chuyển húa thành nhiệt năng và sinh cụng
Trong một xi lanh đáng thẳng đứng chứa m= 1kg nước ở 00 C . Trên mặt thoáng có một pít tông khối lượng không kể, tiết diện S = 100cm2 . Dưới xi lanh có một thiết bị đun Sau 9,63 phút kể từ lúc bật thiết bị đun , pít tông được nâng lên thêm h= 1mso với độ cao ban đầu.
a) Tính công suất của thiết bị đun
b) Coi chuyển động của pít tông là đều ước lượng vận tốc của pít tông ?Cnước = 4200J/kgK ; L nước = 2,3. 106 J/kg ; D hơi = 0,6 kg/m3 Cnước = 4200J/kgK ; L nước = 2,3. 106 J/kg ; D hơi = 0,6 kg/m3
* Định hướng :
? Năng lượng chuyển húa thế nào trong cỏc thiết bị trờn? Vật nào tỏa nhiệt (thu) -> kết quả truyền nhiệt và sự chuyển húa.
(Thiết bị đun tỏa nhiệt -> Nươc thu nhiệt -> Sinh công -> Cơ năng của pít tông )
Vật thu nhiệt m = 1kg t1 = 00C Cnc = 4.200J/Kg.K Lnc = 2,25.106 J/kg t = 9,63h = 1ma)
Vật sinh côngS = Pbếp đun b) v ptụng =?
S ptụng=100cm2 =10-2m2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dhơi nước = 0,6kg/m3
33
Để học sinh định hướng kiến thức:
a) Khi đun núng: Nhiệt lượng bếp tỏa ra chớnh là nhiệt lượng nước thu vào để (1) Tăng nhiệt độ từ 0 –.> 100 0C
Qthu1 = Cn .m n.100
(2) Húa hơi hoàn toàn ở 1000C Qthu2 = L.m
Khụng cú mất nhiệt nờn A = Qtỏa = Qthu1 + Qthu 2 A = 420.000 + 2,25.106
A = 42.104 + 2,25.106A = 267.104J A = 267.104J
Cụng suất thiết bị đun là: P = 478,67W
b) Pớt tụng được nhờ cơ năng của hơi sinh cụng đẩy nú đi trờn đoạn đường h = 1m
P = A/t = F.s/t = F.v mà F = p.s pittụng P = p.Spittụng .v
Giáo viên cần hướng dẫn các em cách tính áp suất hơi trong xi lanh thông qua D,S, V .…
= > Tìm được v
4. Kiểm tra mức độ nắm kiến thức của học sinh bằng một số bài toỏn ở mỗi dạng bài