Khoa học tự nhiên 9 bài 58: Chuyển hóa năng lượng. Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Một số dạng năng lượng mà em đã học: Điện năng, quang năng, năng lượng sóng, …

Ví dụ về chuyển hóa năng lượng: Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm sôi nước.

Trong quá trình chuyển hóa, năng lượng có được bảo toàn vì ngoài chuyển hóa thành các năng lượng có ích, năng lượng còn được chuyển hóa thành dạng khác. Tổng các năng lượng được chuyển hóa thành sẽ bằng năng lượng ban đầu của hệ.

Tại điểm A, viên bi chỉ có thế năng (thế năng cực đại), động năng bằng 0. Trong quá trình di chuyển từ A đến C thế năng chuyển hóa dần thành động năng. Tại C, viên bi có động năng cực đại, thế năng bằng 0. Trong quá trình chuyển động từ C đến B, động năng của viên bi được chuyển hóa dần thành thế năng. Tại B, viên bi có thế năng cực đại, động năng bằng 0.

Cơ năng của viên bi bị hao hụt sau mỗi dao động là do tác dụng của lực ma sát giữa viên bi và máng.

Thảo luận

• Các dạng năng lượng (cơ năng, hoá năng, quang năng) có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. Các dấu hiệu có thể nhận biết ra các dạng năng lượng:

Cơ năng: vật có thế năng (đàn hồi hay hấp dẫn); vật chuyển động (động năng) hoặc vừa có thế năng và vừa có động năng.

Nhiệt năng: vật nóng lên.

Điện năng: phát ra ánh sáng, làm quay động cơ điện.

Quang năng: phát ra ánh sáng.

• Phương án đúng:

Năng lượng có thể được chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác.
Tổng năng lượng trong quá trình chuyển hoá (biến đổi) là không đổi.

Hình 58.3a) Thế năng của quả nặng giảm làm quay quạt khuấy nước (động năng quạt tăng) đồng thời nước nóng lên (năng lượng nhiệt). Cơ năng đã biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Hình 58.3b) Củi cháy (hoá năng) sinh ra nhiệt truyền cho hệ thống nồi đun và ống khói, làm nước trong nồi nóng lên. Hoá năng đã biến đổi thành nhiệt năng.

Hình 58.3c) Năng lượng gió đã biến đổi thành cơ năng (quay quạt) và phát ra điện (điện năng).

Hình 58.3d) Năng lượng mặt trời biến thành nhiệt năng tập trung ở chảo và truyền nhiệt cho nồi nấu nóng lên.

Máy phát điện: cơ năng hoặc năng lượng gió,... biến đổi thành điện năng.

Động cơ điện: điện năng biến đổi thành cơ năng (quay trục động cơ) và nhiệt năng (toả nhiệt).

Đèn dây tóc, đèn ống: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

Bếp điện may so: điện năng biến đổi thành nhiệt năng.

Phần điện năng mà dòng điện đã truyền cho nước bằng phần nhiệt lượng để làm nước nóng lên.

\(Q = cm (t_2 – t_1 ) = 4200\times 2\times 60 = 504000 \;J = 504 \;kJ\)

Các nguồn năng lượng kể trên được chuyển hóa thành các dạng năng lượng có ích cho đời sống của con người: quang năng, cơ năng, …

Ảnh hưởng đến đời sống: Khi khai thác, sản xuất và sử dụng năng lượng, thì gây ra các vấn đề về ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, …