Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 59: Năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng

Ở các lớp dưới, ta đã làm quen với khái niệm năng lượng. Hãy chỉ ra trường hợp nào dưới đây có cơ năng (năng lượng cơ học).

- Tảng đá nằm dưới mặt đất.

- Tảng đá được nâng lên khỏi mặt đất

- Chiếc thuyền chạy trên mặt nước.

Phương pháp giải

Khi vật có động năng, thế năng hoặc có cả hai thì vật có cơ năng 

Hướng dẫn giải

Các trường hợp có cơ năng:

+ Tảng đá được nâng lên khỏi mặt dất (có khả năng thực hiện công cơ học).

+ Chiếc thuyền chạy trên mặt nước có năng lượng dưới dạng động năng.

Những biểu hiện nào dưới đây là biểu hiện của nhiệt năng?

- Làm cho vật nóng lên.

- Truyền âm được.

- Phản chiếu được ánh sáng.

- Làm cho vật chuyển động.

Phương pháp giải

Khi vật nóng lên nghĩa là vật có nhiệt năng

Hướng dẫn giải

Biểu hiện của nhiệt năng: Làm cho vật nóng lên.

Trên hình 59.1 SGK vẽ các thiết bị trong đó thực hiện sự biến đổi năng lượng từ dạng ban đầu sang dạng cuối cùng cần dùng cho con người. Hãy chỉ ra năng lượng đã chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào qua các bộ phận (1), (2) của mỗi thiết bị. Điền vào chỗ trống tên của dạng năng lượng xuất hiện ở bộ phận đó.

Phương pháp giải

Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác: từ cơ năng thành điện năng và ngược lại; từ nhiệt năng thành điện năng và ngược lại; ...

Hướng dẫn giải

- Thiết bị A: (1) cơ năng thành điện năng, (2) điện năng thành nhiệt năng.

- Thiết bị B: (1) điện năng thành cơ năng, (2) động năng thành động năng.

- Thiết bị C: (1) hóa năng thành nhiệt năng, (2) nhiệt năng thành cơ năng.

- Thiết bị D: (1) hóa năng thành điện năng, (2) điện năng thành nhiệt năng và quang năng.

- Thiết bị E: (1) quang năng thành quang năng, (2) quang năng thành nhiệt năng.

Trong các trường hợp ở hình 59.1 SGK ta nhận biết được điện năng, hóa năng, quang năng khi chúng ta được chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?

Phương pháp giải

Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác: từ hóa năng thành cơ năng và ngược lại; từ quang năng thành nhiệt năng và ngược lại; ...

Hướng dẫn giải

- Hóa năng thành cơ năng trong thiết bị C.

- Hóa năng thành nhiệt năng trong thiết bị D.

- Quang năng thành nhiệt năng trong thiết bị E.

- Điện năng thành cơ năng trong thiết bị B, thành quang năng trong thiết bị A và D.

Ngâm một dây điện trở vào một bình cách nhiệt đựng 2 lít nước. Cho dòng điện chạy qua dây này trong một thời gian, nhiệt độ nước trong bình tăng từ 20^oC lên 80^oC. Tính phần điện năng mà dòng điện đã truyền cho nước. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.

Phương pháp giải

- Công thức tính nhiệt lượng: 

Q = m.c.(t₂ - t₁)

- Trường hợp này điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm nước nóng lên

Hướng dẫn giải

- Nhiệt lượng mà nước nhận được làm cho nước nóng lên tính theo công thức:

Q = m.c.(t₂ - t₁) = 2.4200.(80 - 20) = 504000J.

- Nhiệt lượng này do dòng điện tạo ra và truyền cho nước, vậy có thể nói rằng dòng điện có năng lượng, gọi là điện năng. Chính điện năng này đả chuyển thành nhiệt năng làm nước nóng lên.

- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho các hiện tượng nhiệt và điện, ta có thể nói phần điện năng mà dòng điện đã truyền cho nước là 504000J.