Giải Vật lí 10 trang 108 Bài 27: Hiệu suất
Giải Vật lí 10 trang 108 Bài 27: Hiệu suất
Giải Vật lí 10 trang 108 Bài 27: Hiệu suất sách Kết nối tri thức có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 KNTT. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo
Vật lí 10 trang 106 bài 27
I. Năng lượng có ích và năng lượng hao phí
Câu hỏi 1 trang 106 SGK vật lí 10
Trong động cơ ô tô chạy bằng xăng và 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?
Lời giải
a)
– Trong động cơ ô tô chạy bằng xăng có sự chuyển hóa hóa năng thành cơ năng và nhiệt năng, năng lượng âm thanh.
– Trong quạt điện có sự chuyển hóa điện năng thành cơ năng và nhiệt năng, năng lượng âm thanh.
b)
– Trong động cơ ô tô chạy bằng xăng:
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành cơ năng là có ích, vì phần năng lượng này được chuyển hóa theo đúng mục đích sử dụng của chúng ta, giúp xe ô tô có thể chuyển động được.
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành nhiệt năng là hao phí, vì phần năng lượng này được chuyển hóa không đúng mục đích sử dụng của chúng ta, chỉ có tác dụng làm nóng động cơ ô tô chứ không giúp ô tô chuyển động.
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành âm thanh khi động cơ nổ là hao phí, gây ra tiếng ồn.
– Trong quạt điện:
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành cơ năng là có ích, vì phần năng lượng này được chuyển hóa theo đúng mục đích sử dụng của chúng ta, giúp cánh quạt quay tạo ra gió.
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành nhiệt năng là hao phí, vì phần năng lượng này được chuyển hóa không đúng mục đích sử dụng của chúng ta, chỉ có tác dụng làm nóng động cơ của quạt chứ không giúp cánh quạt quay tạo ra gió.
+ Phần năng lượng chuyển hóa thành âm thanh khi quạt quay là hao phí, gây ra tiếng ồn.
Câu hỏi 2 trang 106 SGK vật lí 10
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.
Lời giải
a) Acquy khi nạp điện.
– Điện năng => hoá năng là biến đổi năng lượng có ích.
– Điện năng => nhiệt năng là biến đổi năng lượng hao phí.
b) Acquy khi phóng điện.
– Hoá năng => điện năng là biến đổi năng lượng có ích.
– Điện năng => nhiệt năng là biến đổi năng lượng hao phí.
c) Sử dụng ròng rọc để kéo vật nặng lên cao.
– Thế năng và động năng biến đổi lẫn nhau là biến đổi năng lượng có ích.
– Cơ năng => nhiệt năng là biến đổi năng lượng hao phí.
d) Bếp từ khi đang hoạt động.
– Điện năng => nhiệt năng là biến đổi năng lượng có ích.
– Điện năng => năng lượng âm thanh là biến đổi năng lượng hao phí.
II. Hiệu suất
Vật lí 10 trang 108 bài 27
Câu hỏi 1 trang 108 SGK vật lí 10
Phân tích sự tiêu hao năng lượng ở động cơ đốt trong dùng trong ô tô (Hình 27.3).
Lời giải
Năng lượng ở động cơ đốt trong dùng trong ô tô được phân bố như sau:
– 5% năng lượng tạo ra bức xạ nhiệt ra ngoài.
– 25% năng lượng tạo ra truyền cho hệ thống làm mát.
– 24% năng lượng truyền ra ngoài theo khí thải.
– 41% nhiệt sinh công được truyền đến các bánh xe.
– Lượng % còn lại chuyển thành các dạng năng lượng khác.
Câu hỏi 2 trang 108 SGK vật lí 10
Hiệu suất của nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không bằng \(\frac{1}{3}\) hiệu suất của nhà máy nhiệt điện. Tại sao người ta vẫn khuyến khích xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời?
Lời giải
Dù hiệu suất của nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không bằng 1313 hiệu suất của nhà máy nhiệt điện, nhưng người ta vẫn khuyến khích xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời. Vì
– Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo, sạch, an toàn.
– Nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không thải ra khí độc, không gây ô nhiễm môi trường, không gây hiệu ứng nhà kính.
Câu hỏi 3 trang 108 SGK vật lí 10
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 46.106 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m3.
Lời giải
Đổi 54 km/h = 15 m/s
Ta có:
v = 15 m/s; V = 60 lít = 60.10-3 m3 ; P = 45 kW = 45.103 W; H = 25%; Q = 46.106 J/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 46.106 J/kg
=> 42 kg đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng là: Q’ = 46.42.106 = 1932.106 J/kg.
Công cần thực hiện là: A = H.Q’ = 25%.1932.106 = 4,83.108 J
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: \(s = v.t = 15.\frac{{32200}}{3} = 161000(m) = 161(km)\)