a) có \( I = 3A \) và \( R = 100 \Omega \), ta có:
\( Q = (3A)^2 \cdot 100 \Omega \)
\( Q = 9A^2 \cdot 100 \Omega \)
\( Q = 900 \text{ J} \)
Vậy, nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1 giây là 900 J
b) ta có:
\( \Delta T = T_2 - T_1 = 100 - 10 = 90 \) °C
Với nước, nhiệt dung riêng \( c = 4186 \) J/kg·K.
\( Q = 2 \text{ kg} \cdot 4186 \text{ J/kg·K} \cdot 90 \text{ K} \)
\( Q = 753480 \text{ J} \)
Tuy nhiên, hiệu suất của bếp là 80%, nghĩa là chỉ có 80% nhiệt lượng được chuyển thành nhiệt lượng cần đun sôi. Vì vậy, nhiệt lượng thực tế cần đun sôi là:
\( Q_{\text{thực tế}} = \frac{Q}{\text{hiệu suất}} = \frac{753480 \text{ J}}{0.8} = 941850 \text{ J} \)
Với công suất \( P = \frac{Q_{\text{thực tế}}}{t} \), ta có:
\( \frac{Q_{\text{thực tế}}}{t} = \frac{941850 \text{ J}}{t} \)
Vì công suất \( P \) được tính bằng \( P = I \cdot V \), và ta đã biết \( I = 3A \), \( V = 100V \), nên:
\( \frac{Q_{\text{thực tế}}}{t} = I \cdot V \)
\( \frac{941850 \text{ J}}{t} = 3A \cdot 100V \)
\( \frac{941850 \text{ J}}{t} = 300 \text{ W} \)
Giải phương trình trên, ta có:
\( t = \frac{941850 \text{ J}}{300 \text{ W}} \)
\( t = 3139.5 \text{ giây} \)
Vậy thời gian đun sôi chất lỏng là khoảng 3139.5 giây, tương đương với khoảng 52.3 phút (1 giờ = 3600 giây).