Hỏi Đáp Ví dụ

Ví dụ nhiệt năng chuyển hóa thành quang năng

Chuông IV Sự BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HOA NĂNG LUONG NÃNG LƯỢNG VÀ sư CHƯVỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG A - TRỌNG TÂM KIẾN THÚC Cách nhận biết một vật có năng lượng : Vật có khả nãng thực hiện công hoặc làm nóng các vật khác. Lưu ý : Cơ năng và nhiệt năng không thể tự sinh ra được mà chúng được chuyển hoá từ các dạng nãng lượng khác. Ví dụ : Dòng điện chạy qua động cơ điện làm động cơ quay và nóng lên, điện nãng được chuyển hoá thành cơ năng và nhiệt năng. Có thể nhận biết được hoá năng, điện năng, quang năng khi chúng được chuyển hoá thành cơ nãng hay nhiệt năng. Nói chung mọi quá trình biến đổi đều kèm theo sự chuyển hoá nãng lượng từ dạng này sang dạng khác. Lưii ỷ : Các dạng năng lượng có sự biến đổi qua lại chứ không chỉ đi theo một chiều. Ví dụ : Điện năng có thể biến đổi thành cơ năng và ngược lại cơ năng cũng có thể biến đổi thành điện năng. B - HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT Cl. Tảng đá được nâng lên khỏi mặt đất có cơ năng dưới dạng thế năng. Chiếc thuyền chạy trên mặt nước có cơ nãng dưới dạng động năng. C2. Làm cho vật nóng lên. C3. Thiết bi A : [1] Cơ năng thành điện năng, [2] điện năng thành nhiệt nang và quang năng. Thiết bị B : [1] Điện năng thành cơ năng và nhiệt năng, [2] cơ nãng của khí thành cơ năng của cánh quạt và nhiệt năng. Thiết bị c : [1] Hoá năng thành nhiệt năng, [2] nhiệt năng thành cơ năng. Thiết bị D : [1] Hoá năng thành điện năng, [2] điện năng thành nhiệt nãng và quang năng. Thiết bị E : [1] Đổi hướng truyền quang năng, một phần quang năng thành nhiệt năng, [2] quang nãng thành nhiệt năng. C4. Dạng năng lượng ban đầu Dạng năng lượng cuối cùng mà ta nhận biết Hoá năng Cơ năng [trong thiết bị C], nhiệt năng [trong thiết bị D] Quang năng Nhiệt năng [trong thiết bị E] Điện năng Cơ nãng [trong thiết bị B] C5. Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20°C đến 80°C là : Q = mc[t£-t°] = 2.4200.[80 - 20] = 504000 J Khi dòng điện chạy qua dây điện trở thì toàn bộ điện năng được chuyển hoá thành nhiệt năng làm nóng nước nên phần điện nãng dòng điện truyền cho nước là 504000 J. B. Điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. Ví dụ : Bàn là, nồi cơm điện,... Điện năng được biến đổi thành cơ năng. Ví dụ : Quạt điện, máy khoan,... Quang năng của ánh sáng mặt trời biến đổi thành nhiệt năng làm nóng nước. Nước nóng làm hơi nước bay lén cao thành các đám mây có thế năng. Giọt mưa từ các đám mây rơi xuống thì thế năng chuyển thành động nãng. Nước từ trên núi cao chảy xuống suối, xuống sông ra biển thì thế năng chuyển thành động nãng. Thức ăn vào cơ thổ xảy ra các phản ứng hoá học, hoá năng thành nhiệt năng làm ấm cơ thể, hoá năng biến thành cơ năng làm các cơ bắp hoạt động giúp cho cơ thể vận động được. B. 59.6. c. 59.7. B. 59.8. B. 59.9. A. c - BÀI TẬP BỔ SUNG 59a. Một học sinh ném một quả bóng rổ Ịên cao, quả bóng lên đến một độ cao nào đó và rơi xuống đất, nảy lên một độ cao nhỏ hơn, lại rơi xuống đất. Sau nhiều lần nảy lên, rơi xuống đất như vây, quả bóng nằm yên trên mặt đất. Hãy phân tích sự biến đổi nãng lượng trong quá trình trên. 59b. Khi dùng cưa máy để xẻ gạch hoặc đá thì sự chuyển hoá năng lượng nào sau đây xảy ra ? A. Điện năng thành cơ năng. B. Cơ năng thành điện nãng. c. Điện năng thành hoá nâng. D. Nhiệt năng thành điện năng.

Điện năng là năng lượng dòng điện dùng cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, khoa học... Có thể nói điện năng có tác động lớn tới mọi hoạt động của con người trong thời đại ngày nay. Trong vật lý đại cương [hay chính xác hơn là vật lý cổ điển] mà chúng ta học ở lớp, tất cả được chia thành 5 phần: Cơ, Nhiệt, Điện, Quang, Từ. Có thể nói các phần này đều liên quan 1 cách tương đối đến nhau. Vì vậy, dòng điện thực hiện công tạo ra các tác dụng cơ, nhiệt, quang, từ, có nghĩa là chuyển hóa điện năng thành cơ năng, nhiệt năng, quang năng và từ năng. Còn hóa năng [cũng như sinh năng], theo mình nghĩ, dòng điện thực hiện công làm thay đổi các liên kết hóa học, tức là đã tác dụng lực [nằm trong cơ năng luôn rồi]. Riêng điều đó thì mình không chắc chắn lắm, chỉ nghĩ vậy thôi. Nếu bạn thấy không chính xác thì cứ tính thêm cả hóa năng vào.

Tìm x biết [Vật lý - Lớp 10]

3 trả lời

Tả về mùa xuân [Vật lý - Lớp 10]

1 trả lời

Tìm x [Vật lý - Lớp 10]

2 trả lời

Văn nghị luận về cuộc sống sau này [Vật lý - Lớp 10]

1 trả lời

Câu nào sau đây sai [Vật lý - Lớp 7]

4 trả lời

Tính số đo góc CBA [Vật lý - Lớp 7]

4 trả lời

Chuyển hóa năng lượng là gì? Sự biến đổi năng lượng trong vũ trụ theo thời gian thường được đặc trưng bởi các loại năng lượng khác nhau như: động năng hoặc năng lượng bức xạ,… bởi một cơ chế kích hoạt.

Chuyển hóa năng lượng là gì?

Chuyển hóa năng lượng là quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Trong vật lý, năng lượng là một đại lượng cung cấp khả năng thực hiện công việc hoặc cung cấp nhiệt. Ngoài khả năng chuyển hóa, theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng có thể truyền đến một vị trí hoặc vật thể khác, nhưng nó không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy.

Năng lượng có thể được sử dụng trong các quá trình tự nhiên hoặc để cung cấp một số dịch vụ cho xã hội như sưởi ấm, làm lạnh, chiếu sáng hoặc thực hiện công việc cơ khí để vận hành máy móc.

Ví dụ: Để sưởi ấm một ngôi nhà, lò đốt nhiên liệu, mà thế năng hóa học của chúng được chuyển thành nhiệt năng, sau đó được chuyển đến không khí của ngôi nhà để tăng nhiệt độ của nó.

TÌM HIỂU THÊM VỀ CÁCH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TỪ MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG TRONG GIẢI PHÁP LẮP ĐIỆN MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TÔI!

Sự chuyển đổi năng lượng mặt trời

Sự chuyển đổi năng lượng mặt trời chính là việc sử dụng các loại công nghệ để chuyển hóa năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng hữu ích khác như: năng lượng điện, nhiên liệu và năng lượng nhiệt. Các công nghệ này bao gồm: công nghệ thu thập ánh sáng mặt trời sử dụng các thiết bị quang điện bán dẫn truyền thống [PV], công nghệ quang điện mới nổi, quang hợp nhân tạo, sản xuất nhiên liệu thông qua điện phân và các dạng xúc tác quang liên quan đến việc tạo ra những phân tử giàu năng lượng.

Những điều cơ bản về điện quang trong các công nghệ chuyển đổi năng lượng mặt trời mới nổi tạo ra được cả điện năng và nhiên liệu mặt trời, đây một lĩnh vực nghiên cứu vô cùng tích cực hiện nay.

Năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành điện năng như thế nào?

Năng lượng mặt trời [NLMT] cung cấp ánh sáng và nhiệt lượng, nó có tính chất của hạt và sóng. Mặt trời giống như một lò hạt nhân, nó chuyển đổi hydro thành heli nhờ vào phản ứng tổng hợp hạt nhân. Mặt trời giúp giải phóng năng lượng tương đương với 100 tỷ bom hydro/giây.

Quá trình chuyển đổi này rất hiệu quả, chuyển đổi khối lượng thành năng lượng dựa trên một phương trình nổi tiếng của Albert Einstein: E = MC2

Trong đó:

E là năng lượng
M là khối lượng
C là tốc độ của ánh sáng

Vận tốc của ánh sáng là 186.000 dặm/giây, đây là vận tốc nhanh nhất hiện nay. Chỉ cần một khối lượng nhỏ cũng có thể tạo ra năng lượng rất lớn. Năng lượng chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác nhờ một bộ chuyển đổi. Để có thể chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện thì chúng ta cần các tấm pin năng lượng mặt trời.

Pin năng lượng mặt trời về cơ bản là chất bán dẫn, nó có tính chất truyền điện giữa các chất dẫn điện như: kim loại hoặc nước muối,… Tấm pin năng lượng mặt trời được tạo lên từ các tấm silic pha tạp [thành phần chính có trong cát biển], và các tạp chất được thêm vào như: phốt pho cho phép các electron lưu chuyển. Khi các photon chuyển động va chạm với pin quang điện thì một dòng các electron có thể được tạo ra và truyền tới dây dẫn tạo thành dòng điện một chiều [DC].

Trước khi sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện năng cho các thiết bị điện, nó phải được chuyển đổi bởi một thiết bị được gọi là một bộ chuyển đổi. Hầu hết các dạng năng lượng hiện nay, bộ chuyển đổi cho phép bạn có thể dẫn điện năng vào lưới điện để sử dụng. Với việc sử dụng các tấm pin mặt trời giúp bạn có thể tận dụng được một nguồn năng lượng tái tạo để sử dụng, đồng thời giảm được rất nhiều chi phí tiền điện mỗi tháng.

Năng lượng hóa học là gì?

Năng lượng hóa học là quá trình biến đổi các chất hóa học tiềm năm thông qua phản ứng hóa học. Ví dụ: pin, thực phẩm, xăng dầu, v.v… Đây là việc phá vỡ hoặc tạo ra liên kết hóa học liên quan đến năng lượng, từ đó có thể hấp thu hoặc có thể phát triển từ một hệ thống hóa học.

Ví dụ:

Khi nhiên liệu bị đốt cháy, năng lượng hóa học của oxy phân tử được chuyển thành nhiệt
Cây xanh chuyển hóa ánh sáng Mặt Trời thành năng lượng hóa học thông qua quá trình quang hợp
Điện năng có thể được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và ngược lại dựa vào phản ứng điện hóa.

Truyền năng lượng là gì?

Truyền năng lượng là quá trình năng lượng được truyền từ hệ thống này sang một hệ thống khác nhằm mục đích làm làm giảm số năng lượng trong hệ thống có sẵn. Ví dụ: việc dẫn điện năng từ nhà máy sản xuất điện đến các hộ gia đình thông qua hệ thống các trạm biến áp, dây dẫn điện, quá trình truyền dẫn này sẽ làm thất thoát một lượng điện năng nhất định trong quá trình truyền tải.

Các ví dụ về chuyển hóa năng lượng hiện nay

1. Ví dụ về bộ chuyển đổi năng lượng trong máy

Một nhà máy điện đốt than liên quan đến các quá trình chuyển đổi năng lượng sau:

Năng lượng hóa học trong than được chuyển hóa thành nhiệt năng trong khí thải của quá trình đốt cháy
Nhiệt năng của khí thải chuyển hóa thành nhiệt năng của hơi nước thông qua trao đổi nhiệt
Nhiệt năng của hơi nước chuyển thành cơ năng trong tuabin
Năng lượng cơ học của tuabin được máy phát chuyển đổi thành năng lượng điện, đây là sản lượng cuối cùng

Trong một hệ thống như vậy, bước đầu tiên và bước thứ tư có hiệu quả cao, nhưng bước thứ hai và thứ ba kém hiệu quả hơn. Các trạm điện chạy bằng khí đốt hiệu quả nhất có thể đạt hiệu suất chuyển đổi 50%. Các trạm đốt dầu và than kém hiệu quả hơn.

Trong ô tô thông thường, sẽ xảy ra các biến đổi năng lượng sau:

Năng lượng hóa học trong nhiên liệu được chuyển đổi thành động năng của khí nở ra thông qua quá trình đốt cháy
Động năng của khí nở thành chuyển động thẳng của piston
Chuyển động thẳng của piston chuyển thành chuyển động quay của trục khuỷu
Chuyển động của trục khuỷu quay được truyền vào cụm truyền động
Chuyển động quay ra khỏi cụm truyền động
Chuyển động quay truyền qua một bộ vi sai
Chuyển động quay được truyền từ bộ vi sai đến các bánh xe
Chuyển động quay của các bánh dẫn động chuyển thành chuyển động thẳng của xe

2. Các chuyển đổi năng lượng khác:

Có nhiều máy móc và thiết bị chuyển đổi năng lượng từ dạng này thành dạng khác:

Nhiệt điện [Chuyển đổi Nhiệt thành Năng lượng điện ]
Năng lượng địa nhiệt [Chuyển đổi Nhiệt thành Năng lượng điện]
Động cơ nhiệt, chẳng hạn như động cơ đốt trong được sử dụng trên ô tô, hoặc động cơ hơi nước [Chuyển đổi Nhiệt → Năng lượng cơ học]
Nhiệt điện đại dương [Chuyển đổi Nhiệt thành Năng lượng điện]
Đập thủy điện [Chuyển đổi Thế năng trọng trường thành Năng lượng điện]
Máy phát điện [Chuyển đổi Động năng hoặc Công cơ học thành Năng lượng điện]
Pin nhiên liệu [Chuyển đổi Năng lượng hóa học thành Năng lượng điện]
Pin [điện] [Chuyển đổi Năng lượng hóa học thành Năng lượng điện]
Lửa [Chuyển đổi Năng lượng hóa học thành Nhiệt và Ánh sáng]
Đèn điện [Chuyển đổi Năng lượng điện thành Nhiệt và ánh sáng]
Micrô [Chuyển đổi Âm thanh thành Năng lượng điện]
Năng lượng sóng [Chuyển đổi Năng lượng cơ học thành Năng lượng điện]
Cối xay gió [Chuyển đổi Năng lượng gió thành Năng lượng điện hoặc Năng lượng cơ học]
Ma sát [Chuyển đổi Động năng thành Nhiệt]
Lò sưởi điện [Chuyển đổi Năng lượng điện thành Nhiệt]
Quang hợp [Chuyển đổi Bức xạ điện từ thành Năng lượng hóa học]
Thủy phân ATP [Chuyển đổi Năng lượng hóa học trong adenosine triphosphate thành năng lượng cơ học]

3. Ví dụ về sự hạn chế trong chuyển đổi năng lượng nhiệt

Chuyển đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng nhiệt có thể xảy ra với hiệu suất lên tới 100%. Chuyển đổi giữa các dạng năng lượng không phải là năng lượng nhiệt có thể xảy ra với hiệu suất cực kỳ cao, mặc dù luôn có một lượng năng lượng nào đó bị hao hụt do quá trình ma sát. Tuy nhiên, hiệu suất có thể đạt tới gần 100%, ví dụ: khi thế năng được chuyển đổi thành động năng [trường hợp một vật rơi trong chân không].

Trên đây là những thông tin về chuyển hóa năng lượng. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chuyển đổi nhiệt năng, chuyển hóa năng lượng hay giải phóng năng lượng tại đây.

TÌM HIỂU THÊM VỀ CÁCH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TỪ MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG TRONG GIẢI PHÁP LẮP ĐIỆN MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TÔI!

Các dạng năng lượng phổ biến hiện nay

1. Năng lượng từ than đá

Than đá lại là loại năng lượng hóa thạch có tốc độ tái tạo rất chậm, vì thế chi phí khai thác và sử dụng than đá bị đẩy lên cao và gây ảnh hưởng nhiều đến môi trường. Hiện nay, dù vẫn còn nhiều nhà máy công nghiệp khai thác năng lượng từ than đá nhưng phần lớn các doanh nghiệp này đều hướng đến các nguồn năng lượng hiệu quả hơn, giúp bảo vệ môi trường và có chi phí rẻ hơn.

2. Năng lượng từ dầu mỏ, khí đốt

Dầu mỏ và khí đốt bắt đầu được ưa chuộng từ nửa sau thế kỷ 20, nó giữ vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của nhiều lĩnh vực. Hiện nay, dầu mỏ và khí đốt vẫn giữ một vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất trên toàn thế giới.

Giống như than đá, dầu mỏ và khí đốt là nguồn nhiên liệu gần như không thể phục hồi được nên các doanh nghiệp hiện nay đều có xu hướng sử dụng các nguồn năng lượng tiềm năng và mang lại hiệu quả cao.

3. Thủy điện

Thùy điện được sử dụng phổ biến nhất tại Việt Nam hiện nay và nó cũng chiếm tỉ trọng lớn 22% trên thế giới. Việc xây dựng nhiều nhà máy thủy điện cũng sẽ ảnh hưởng nhiều đến môi trường và địa lý. So với những nguồn nhiên liệu hóa thạch khác, thủy điện giúp tiết kiệm khá nhiều chi phí và đây được coi là một nguồn năng lượng tái tạo.

4. Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân đem tới hiệu suất cao hơn và ít bị phụ thuộc vào vị trí địa lý hay điều kiện tự nhiên. Hơn thế, năng suất và khả năng cung ứng của năng lượng hạt nhân là rất lớn nên có thể sử dụng cho mọi ngành công nghiệp hiện nay, năng lượng hạt nhân đang được phát triển mạnh ở các quốc gia phát triển. Bởi năng lượng hạt nhân đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, vì khả năng gây rủi ro lớn khi xảy ra sự cố nên nhiều nước không được khuyến khích sử dụng nguồn năng lượng này.

5. Năng lượng gió

Năng lượng gió được tạo ra từ luồng không khí chuyển động ở bên trong khí quyển. Ở những nơi thường xuyên có gió thì có thể cung cấp gió liên lục cho các tuabin, năng lượng tạo ra được dùng cho việc vận hành một số thiết bị, năng lượng gió hiện nay đang được sử dụng ở nhiều gốc gia châu Âu, Hoa Kỳ.

6. Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là một nguồn năng lượng còn khá mới mẻ hiện nay, nó được khai thác và sử dụng dưới cả 2 dạng nhiệt và điện. Ở nhiều quốc gia châu Âu, việc sử dụng và khai thác năng lượng địa nhiệt đang được khuyến khích sử dụng. Tại Việt Nam đã có một số nhà máy điện nhiệt đầu tiên nhưng chưa được chú tâm đến.

7. Năng lượng mặt trời

Nguồn năng lượng mặt trời được sử dụng khá phổ biến ở Việt nam và được nhiều địa phương áp dụng vào công việc sản xuất. Thậm chí, chính phủ còn cho phép các đơn vị, gia đình lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời được bán điện trực tiếp cho EVN từ hệ thống điện mặt trời hòa lưới.

Tham khảo: Wikipedia

Xem thêm: