D. Chương IV:SỰ BẢO TỒN VÀ CHUYỂN HĨA NĂNG LƯỢNG
3. Sự chuyển hĩa năng lượng trong các nhà máy phát điện:
- Nhiệt điện: Năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển thành cơ năng rồi chuyển thành điện năng.
- Thủy điện: Thế năng của nước trên hồ biến thành động năng rồi biến thành điện năng.
- Điện giĩ: Động năng của giĩ biến đổi thành điện năng. - Pin mặt trời: Biến đổi quang năng thành điện năng.
- Điện hạt nhân: Năng lượng hạt nhân biến đổi thành nhiệt năng thành cơ năng rồi thành điện năng.
Trong các máy điện, phần năng lượng cĩ ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy vì một phần năng lượng bị hao hụt, chuyển thành dạng năng lượng khác.
Hiệu suất: 1 tp A H 100% (H 100%) A = <
Trong đĩ Ai : Năng lượng cĩ ích. Atp: Năng lượng tồn phần. Atp = Ai + Ahp (Aph: Năng lương hao phí)
Bài tập chương IV: với bài tập chương IV chủ yếu là bài tập định tính, tơi chia
bài tập chương IV thành hai dạng sau:
Dạng 1:Bài tập về sự chuyển hĩa năng lượng. Với dạng bài tập này cần nhớ
các đặc trưng của các dạng năng lượng. + Nhiệt năng: Làm dụng cụ nĩng lên.
+ Điện năng: dịng điện chạy qua các dụng cụ điện. + Quang năng: Tác dụng phát sáng.
+ Cơ năng: Gồm động năng và thế năng. + Năng lượng từ:
VD: Người ta lợi dụng dịng nước chảy từ trên cao xuống để làm quay tua bin
của máy phát điện đạt dưới chân thác. Hỏi nhà máy thủy điện đã sử dụng những nguồn năng lượng nào, năng lượng này đã biến đổi thành năng lượng nào?
Giải: Nhà máy thủy điện đã sử dụng thế năng của dịng nước ở trên cao. Khi nước đổ xuống tua bin, thế năng chuyển hĩa thành động năng. Động năng này truyền qua tua bin làm tua bin quay, xuất hiện dịng điện cảm ứng(điện năng).
Dạng 2: Tính hiệu suất của động cơ hay một quá trình nào đĩ:
Với dạng bài tập này cần dựa vào mục đích sử dụng xác định năng lượng cĩ ích và năng lượng hao phí, từ đĩ tính năng lượng cĩ ích, năng lượng tồn phần, cơng thức tính hiệu suất để xác định các đại lượng cần tìm.
Vd: Một ơ tơ chạy 140km với lực kéo của động cơ là 920N thì sẽ tiêu thụ hết
bao nhiêu lit xăng? Biết hiệu suất của động cơ bằng 40%, năng suất tỏa nhiệt của xăng là 4,6.107 J/kg; khối lượng riêng của xăng là 700kg/m3.
Tĩm tắt:
S= 140km = 1400m; F=920N H=40%; q=4,6.107 J/kg
D=700kg/m3 V=?
Năng lượng của xăng được đốt cháy sẽ chuyển hĩa thành cơ năng làm động cơ chuyển động và một phần hao phí dưới dạng nhiệt năng do ma sát.
Năng lượng cĩ ích (cơng cơ học làm xe chuyển động) là: Ai = F.s= 920.1400 = 1288.000(J).
Năng lượng tồn phần (năng lượng do xăng cháy tỏa ra ) là: Atp= Q= m.q= 4,6.107 m(J) i i 7 tp 7 3 5 3 3 A A 1288.000 H 100% 100% 100% 40%(*) A Q 4, 6.10 .m
mà m DV nên thay vào (*) ta cĩ :
1288.000 1288 100% 40% 0.4 4, 6.10 .V.D 46.10 .V.700 1288 V 10 (m ) 10(l) 46.10 .700.0, 4 − = = = = = = ⇔ = ⇒ = = = Vậy thể tích xăng cần dùng là 10l Hiệu suất của ơ tơ là: