Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 61: Sản xuất điện năng - nhiệt điện và thủy điện

Hãy nhớ lại xem điện có thể được sử dụng vào những việc gì trong đời sống và sản xuất

Phương pháp giải

Lợi ích của điện trong đời sống: thắp đèn, chạy quạt điện, vận hành máy móc, ...

Hướng dẫn giải

- Trong đời sống: Điện năng cung cấp năng lượng để chạy quạt điện thắp đèn điện, đun bếp điện, chạy tủ lạnh, chạy máy điều hòa nhiệt độ, tivi...

- Trong sản suất: Vận hành máy móc, thiết bị công nghiệp, thiết bị điện, luyện kim, tinh chế hóa chất, cung cấp năng lượng cho các linh kiện điện tử, thắp sáng...

Hãy nêu những dụng cụ hay thiết bị trong đó điện năng đã được chuyển hóa thành cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng.

Phương pháp giải

Điện năng được chuyển hóa thành cơ năng hoặc nhiệt năng, quang năng, hóa năng trong các thiết bị như: quạt máy, bếp điện, ...

Hướng dẫn giải

- Quạt máy: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng

- Bếp điện: Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Đèn ống: Điện năng chuyển hóa thành quang năng.

- Bình điện phân, bình nạp ắc quy: Điện năng chuyển hóa thành hóa năng.

Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu dùng được thực hiện như thế nào? Việc truyền tải đó có gì thuận lợi hơn việc vận chuyển than đá, dầu lửa, khí đốt?

Phương pháp giải

- Điện năng được truyền tải bằng hệ thống đường dây điện

- Việc truyền tải điện năng giúp thuân lợi và nhanh chóng trong công nghiệp và đời sống

Hướng dẫn giải

- Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu dùng được thực hiện bằng hệ thống đường dây điện và giảm hao phí trên đường dây bằng cách đặt máy tăng thế ở đầu nhà máy điện và máy hạ thế ở nơi tiêu thụ.

- Việc truyền tải đó thuận lợi hơn việc vận chuyển than đá, dầu lửa, khí đốt: Truyền tải nhanh chóng, hiệu quả, có thể đưa đến tận nơi sử dụng ở trong nhà, trong xưởng, không cần xe vận chuyển hay hay nhà kho, thùng chứa.

Trên hình 61.1. SGK vẽ sơ đồ các bộ phận chính của một nhà máy nhiệt điện. Hãy cho biết năng lượng đã được chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào từ lò đốt than qua nồi hơi, trong tuabin và trong máy phát điện.

Phương pháp giải

Từ lò đốt than qua nồi hơi, trong tuabin và trong máy phát điện đã xảy ra quá trình chuyến hóa điện năng kết quả thu được là hóa năng đã chuyển hóa thành điện năng.

Hướng dẫn giải

- Lò đốt than: Hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Nồi hơi: Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng của hơi.

- Tuabin: Cơ năng của hơi chuyển thành động năng của tuabin.

- Máy phát điện: Cơ năng chuyển hóa thành điện năng.

Trên hình 61.2 SGK vẽ các bộ phận chính của một nhà máy thủy điện. Hãy cho biết năng lượng của nước trong hồ chứa đã biến đổi từ dạng nào sang dạng nào qua các bộ phận: ống dẫn nước, tuabin, máy phát điện.

Phương pháp giải

Qua các bộ phận: ống dẫn nước, tuabin, máy phát điện thì thế năng đã được chuyển hóa thành điện năng

Hướng dẫn giải

- Ống dẫn nước: Thế năng của nước chuyển hóa thành động năng của nước

- Tuabin: Động năng của nước chuyển hóa thành động năng của tuabin.

- Máy phát điện: Động năng chuyển hóa thành điện năng.

Hãy giải thích vì sao về mùa khô ít mưa, công suất của nhà máy thủy điện lại giảm đi.

Phương pháp giải

Vào mùa khô thì thế năng nước giảm nên điện năng từ thủy điện cũng giảm

Hướng dẫn giải

Khi ít mưa, mực nước trong hồ chứa giảm, thế năng của nước giảm, do đó trong các bộ phận của nhà máy năng lượng đều giảm, dẫn tới điện năng giảm.

Thế năng của một vật có trọng lượng P được nâng lên độ cao h bằng công mà vật đó sinh ra khi rơi xuống đến đất: A = Ph. Một lớp nước dày 1m trên mặt một hồ chứa nước có diện tích 1km² và độ cao 200m so với cửa tuabin của nhà máy thủy điện có thể cung cấp một năng lượng điện là bao nhiêu?

Phương pháp giải

- Tính công sinh ra: A = P.h

- Công thế năng của nước sẽ chuyển hóa thành điện năng

Hướng dẫn giải

- Công mà lớp nước rộng 1km², dày 1m, có độ cao 200m có thể sinh ra khi chảy vào tuabin là:

A = P.h = 10.m.h = 10. V.D.h = 10. S.d.D.h

(V là thể tích, D là khối lượng riêng của nước, d là bề dày lớp nước).

⇒ A = 10.10⁶.1.1000.200 = 2.10¹²J.

- Công đó bằng thế năng của lớp nước, khi vào tuabin sẽ được chuyển hóa thành điện năng.