Bài 27. Hiệu suất trang 106, 107, 108 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

Câu hỏi tr 106 MĐ

Theo em thì có thể có bao nhiêu phần trăm động năng của thác nước được nhà máy thủy điện chuyển hóa thành điện năng.

Phương pháp giải:

Tìm hiểu sách báo, internet

Lời giải chi tiết:

Có khoảng 60% đến 70 % động năng của thác nước được nhà máy thủy điện chuyển hóa thành điện năng.

Câu hỏi tr 106 CH

Câu 1:Trong động cơ ô tô chạy bằng xăng và trong trong quạt điện:

a) Có những sự chuyển hóa năng lượng nào?

b) Trong số những dạng năng lượng tạo thành, dạng năng lượng nào là có ích, dạng năng lượng nào là hao phí?

Câu 2:Xác định năng lượng có ích và năng lượng hao phí trong các trường hợp dưới đây:

a) Acquy khi nạp điện.

b) Acquy khi phóng điện.

c) Sử dụng ròng rọc để kéo vật nặng lên cao.

d) Bếp từ khi đang hoạt động.

Phương pháp giải:

Liên hệ thực tế

Lời giải chi tiết:

1.

a)

- Ô tô chạy bằng xăng: nhiệt năng thành động năng, điện năng thành động năng, điện năng thành nhiệt năng.

- Quạt điện: điện năng thành động năng, điện năng thành nhiệt năng

b) Trong những số dạng năng lượng được tạo thành thì động năng là năng lượng có ích, nhiệt năng là năng lượng hao phí.

2.

a) Acquy khi nạp điện có sự chuyển hóa từ điện năng sang hóa năng, điện năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: hóa năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

b) Acquy khi phóng điện có sự chuyển hóa từ hóa năng sang điện năng, hóa năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: điện năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

c) Sử dụng ròng rọc để kéo vật nặng lên cao có sự chuyển hóa năng lượng từ động năng sang thế năng, cơ năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: thế năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

d) Bếp từ khi đang hoạt động có sự chuyển hóa từ điện năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: nhiệt năng

+ Năng lượng hao phí: không có

Câu hỏi tr 106 HĐ

Hãy thảo luận về các vấn đề sau:

1. Xác định năng lượng có ích và năng lượng hao phí khi chơi thể thao.

2. Nếu chơi thể thao trong thời tiết lạnh thì nhiệt năng mà cơ thể tỏa ra có được xem là năng lượng có ích không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học

Lời giải chi tiết:

1.

Khi chơi thể thao thì đã có sự chuyển hóa năng lượng: hóa năng sang động năng, động năng sang nhiệt năng, động năng sang thế năng, thế năng sang động năng, hóa năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: động năng, thế năng, hóa năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng.

2.

Nếu chơi thể thao trong thời tiết lạnh thì nhiệt năng mà cơ thể tỏa ra không được xem là năng lượng có ích. Bên trong cơ thể vốn dĩ đã có hóa năng, khi vận động thì một phần hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng và nhiệt năng này tỏa ra cơ thể, và đây được coi là năng lượng hao phí.

Câu hỏi tr 108

1. Phân tích sự tiêu hao năng lượng ở động cơ đốt trong dùng trong ô tô (Hình 27.3).

2. Hiệu suất của nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không bằng 1/3 hiệu suất của nhà máy nhiệt điện. Tại sao người ta vẫn khuyến khích xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời.

3. Một ô tô chuyển động với vận tốc 54 km/h có thể đi được đoạn đường dài bao nhiêu khi tiêu thụ hết 60 lít xăng? Biết động cơ của ô tô có công suất 45 kW; hiệu suất 25%; 1 kg xăng đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng bằng 46.10⁶J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m³.

Phương pháp giải:

Quãng đường vật đi được: s = v.t

Biểu thức tính công thực hiện của vật: A = P.t

Biểu thức tính hiệu suất: $H = \frac{A}{Q} .100 %$

Biểu thức tính khối lượng riêng: $ρ = \frac{m}{V}$

Lời giải chi tiết:

1.

Khi động cơ hoạt động, nhiên liệu bị đốt cháy, có 5% năng lượng bị tiêu hao ra bên ngaoif do bức xạ nhiệt, 24% của 35% (tức 8,4%) năng lượng ra bên ngoài theo khí thải.

2.

Năng lượng mặt trời là năng lượng vô hạn, sạch trong khi đó năng lượng lượng để sản xuất cung cấp cho nhà máy nhiệt điện là năng lượng hữu hạn, tương lai sẽ bị cạn kiệt dần nên người ta vẫn khuyến khích xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời.

3.

Đổi 54 km/h = 15 m/s

Ta có:

v = 15 m/s; V = 60 lít = 60.10^-3m³; P = 45 kW = 45.10³W; H = 25%; Q = 46.10⁶J/kg; ρ = 700 kg/m³

Khối lượng xăng cần đốt cháy là: m = ρ.V = 700.60.10^-3= 42 kg

Ta có 1 kg đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng bằng 46.10⁶J/kg

=> 42 kg đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng là: Q’ = 46.42.10⁶= 1932.10⁶J/kg.

Công cần thực hiện là: A = H.Q’ = 25%.1932.10⁶= 4,83.10⁸J

Thời gian cần thực công là: $t = \frac{A}{P} = \frac{4, {83.10}^{8}}{{45.10}^{3}} = \frac{32200}{3} (s)$

Quãng đường vật đi được là: $s = v . t = 15. \frac{32200}{3} = 161000 (m) = 161 (k m)$

Lí thuyết

>> Xem chi tiết: Lí thuyết Bài 27. Hiệu suất - Vật lí 10