ủiều kieọn gỡ? Neỏu kớnh ủeo coự tiẽu cửù f = 50cm, ngửoứi ủoự nhỡn roừ ủửụùc vaọt caựch maột 25 cm.Hoỷi neỏu khõng ủeo kớnh, maột nhỡn ủửụùc vaọt gần nhaỏt caựch maột bao nhiẽu?
Chủ đề 13. sự bảo tồn và chuyển hố năng lợng. Phần i: Những kiến thức cần ghi nhớ.
1. Năng lợng:
Ta nhận biết đợc một vật cĩ năng lợng khi vật đĩ cĩ khả năng thực hiện cơng (cơ năng) hay làm nĩng các vật khác (nhiệt năng).
2. Các dạng năng lợng và sự chuyển hố năng lợng:
- Mọi quá trình biến đổi trong tự nhiên đều cĩ kèm theo sự chuyển hố năng lợng từ dạng này sang dạng khác.
- Con ngời nhận biết đợc các dạng năng lợng nh hố năng, quang năng, điện năng khi chúng chuyển hố thành cơ năng hay nhiệt năng.
3. Định luật bảo tồn năng lợng:
Năng lợng khơng tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hố từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
4. Nhiệt điện:
Trong nhà máy thuỷ điện, thế năng của nớc trong hồ chứa đợc chuyển hố thành điện năng. 6. Máy phát điện giĩ:
Trong máy phát điện giĩ, năng lợng của sức giĩ đã biến đổi lần lợt qua các bộ phận của máy để cuối cùng thành điện năng.
7. Pin mặt trời:
Pin mặt trời là những tấm phẳng làm bằng chất silic. Nếu chiếu ánh sáng mặt trời vào tấm đĩ thì năng lợng của ánh sáng mặt trời sẽ trực tiếp chuyển hố thành điện năng.
8. Nhà máy điện hạt nhân:
Nhà máy điện hạt nhân biến đổi năng lợng hạt nhân thành năng lợng điện. Nhà máy điện hạt nhân cĩ thể cho cơng suất rất lớn nhng phải cĩ thiết bị bảo vệ rất cẩn thận để ngăn các bức xạ cĩ thể gây nguy hiểm chết ngời.
Phần ii: bài tập vận dụng. (TVKT)
Bài 1.Trong các dụng cụ sau đây, hãy cho biết năng lợng đã đợc chuyển hố từ dạng nào sang dạngnào.
1. Bĩng đèn điện đang sáng. 2. Bàn là hay bếp điện đang hoạt động. 3. Quạt điện đang hoạt động. 4. ắc quy đang nạp điện. 5. Đinamơ xe đạp đang quay khi đạp xe.
Bài 2. Khi ta thả một hịn đá từ trên cao xuống cát thì năng lợng của hịn đá ở dạng nào. Sự chuyển hố năng lợng của hịn đá trong qua trình rơi nh thế nào. Tại sao hịn đá khơng nẩy lên đợc.
Bài 3. Trong thực tế ta cĩ thể chế tạo đợc động cơ vĩnh cửu khơng. Tại sao.
Bài 4. Thả một thỏi đồng đã đợc nung nĩng vào một chậu làm bằng nhơm chứa 10 lít nớc ở 200C. Khi quá trình cân bằng nhiệt xảy ra thì nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 700C. Hỏi nhiệt năng của miếng đồng đã tăng lên hay giảm đi bao nhiêu. Điều đĩ cĩ vi phạm định luật bảo tồn năng lợng khơng, tại sao. (Nhiệt dung riêng của nhơm là 880J/kg.K, của nớc là 4200J/kg.K, khối lợng của chậu nhơm là 500g, bỏ qua sự mất mát nhiệt ở mơi trờng xung quanh).
Bài 5. Một lớp nớc dày 2m trên mặt hồ chứa nớc cĩ diện tích 1km2 ở độ cao 250 so với cửa vào tua bin của nhà máy thuỷ điện. Hỏi lớp nớc đĩ cĩ thể cung cấp một năng lợng điện là bao nhiêu, giả sử hiệu, suất của nhà máy là70%, trọng lợng riêng của nớc là là 104N/m2.
Bài 6. Nhà máy thủy điện Hồ bình cĩ 5 tổ máy, mỗi tổ máy cĩ cơng suất là 400MW. Hỏi trong 15 giờ nhà máy sản ra một năng lợng điện là bao nhiêu.
Bài 7. Một nhà máy nhiệt điện dùng than đá cĩ cơng suất 600MW. Hỏi trong 1 ngày nhà máy đĩ phải tiêu thụ lợng than đá là bao nhiêu. Biết hiệu suất của nhà máy là 30%, năng suất toả nhiệt của than đá là 27.106
J/kg.
Bài 8. Một mét vuơng Pin mặt trời nhận đợc năng lợng với cơng suất là 0,7kW. Nếu diện tích tổng cộng của pin là 50m2 thì:
1. Cơng suất đĩ đủ để thắp sáng bao nhiêu bĩng đèn loại 100W.
2. Cơng suất đĩ dùng trong thời gian 20 phút đun sơi đợc bao nhiêu lít nớc từ 500C. (Biết hiệu suất của ấm đun là 80%, nhiệt dung riêng của nớc là 4200J/kg.K và hiệu suất của pin là 10%.)
Bài 9. Mỗi mét vuơng đất đợc ánh sáng mặt trời cung cấp một cơng suất là 500W. Hiệu suất của pin là 10%.
1. Hỏi 1km2 đất nạp điện cho pin mặt trời một cơng suất là bao nhiêu.
2. Với cơng suất đĩ, trong thời gian 30 phút thì đun sơi đợc bao nhiêu lít nớc từ 250C. Biết nhiệt dung riêng của nớc là 4200J/kg.K, hiệu suất của bếp đun là 80%.
Phần iii: hớng dẫn giải.
Bài 2. Năng lợng của hịn đá:
- Trớc khi thả: Thế năng. Khi đang rơi: Thế năng, động năng, nhiệt năng. Trớc khi chạm cát: động năng và nhiệt năng.
- Sự chuyển hố năng lợng: Khi đang rơi một phần thế năng chuyển hố thành động năng và nhiệt năng (cho nĩ và cho lớp khơng khí xung quanh). Trớc khi chạm cát: Tồn bộ thế năng đã chuyển hố thành động năng và nhiệt năng (cho nĩ và cho lớp khơng khí xung quanh). Khi đã lún sâu vào cát thì phần động năng của nĩ đã chuyển hố hồn tồn thành nhiệt năng (cho nĩ và cho cát) và động năng cho cát.
Tĩm lại tồn bộ cơ năng của hịn đá đã chuyển hố thành nhiệt năng và động năng (cho vật khác) nên hịn đá khơng thể nẩy lên đợc.
Bài 3. Khơng thể. Vì động cơ vĩnh cửu là động cơ hoạt động khơng cần cung cấp năng lợng. Trái với định luật bảo tồn và chuyển hố năng lợng.
Bài 4. Lợng nhiệt năng của thỏi đồng đã bị giảm là: Qc thu = Cnh.mnh.(ts - tđ) = 880.0,5.(70 - 20) = 22 000J. Qn thu = 4200.10.(70 - 20) = 2 100 000J. Qđ giảm = 2 122 000J.
Điều này khơng hề vi phạm định luật. Vì nhiệt lợng đĩ khơng tự mất đi mà nĩ đã chuyển hố thành nhiệt năng cho nớc và chậu.
Bài 5. Trọng lợng của lớp nớc: P = d.V = d.S.(dày) = 2.1010N. Cơng do lớp nớc thực hiện: A = P.h = 2.1010.250 = 5.1012J.
Cơng đợc chuyển hố thành điện năng: A = 5.1012.0,7 = 3,5.1012J.
Bài 6. Cơng suất của 5 tổ máy là: P = 5.400 = 2.106kW. Điện năng sản ra: A = P.t.
Bài 7. Cơng sinh ra trong 1 ngày: A = 6.108.86400. Nhiệt lợng toả ra của than đá: Q = Q1 A
H = H = 1728.1011J. Lợng than cần tiêu thụ: m = Qq = 64.105 kg.
Bài 8.
a. Cơng suất tiêu thụ của pin: P = P1.S. Cơng suất tiêu thụ của đèn: Pđ = P.Hp.b. Điện năng của pin cung cấp: Q = A = p.Hp.t. Nhiệt lợng nớc thu: Q1 = Q.Ha. b. Điện năng của pin cung cấp: Q = A = p.Hp.t. Nhiệt lợng nớc thu: Q1 = Q.Ha. Lợng nớc đun sơi: m = 1
.(100 50)
Q
c − = 16kg.