Toptailieu biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 10 Bài 27: Hiệu suất sách Kết nối tri thức hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 27 từ đó học tốt môn Lí 10.

Vật Lí 10 Kết nối tri thức Bài 27: Hiệu suất

Khởi động trang 106 Vật lí 10: Theo em thì có thể có bao nhiêu phần trăm động năng của thác nước được nhà máy thủy điện chuyển hóa thành điện năng.

Phương pháp giải:

Tìm hiểu sách báo, internet

Lời giải:

Có khoảng 60% đến 70 % động năng của thác nước được nhà máy thủy điện chuyển hóa thành điện năng.

Hoạt động trang 106 Vật lí 10

Hoạt động trang 106 Vật lí 10: Hãy thảo luận về các vấn đề sau:

Hoạt động 1 trang 106 Vật lí 10: Xác định năng lượng có ích và năng lượng hao phí khi chơi thể thao.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học

Lời giải:

Khi chơi thể thao thì đã có sự chuyển hóa năng lượng: hóa năng sang động năng, động năng sang nhiệt năng, động năng sang thế năng, thế năng sang động năng, hóa năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: động năng, thế năng, hóa năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng.

Hoạt động 2 trang 106 Vật lí 10: Nếu chơi thể thao trong thời tiết lạnh thì nhiệt năng mà cơ thể tỏa ra có được xem là năng lượng có ích không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học

Lời giải:

Nếu chơi thể thao trong thời tiết lạnh thì nhiệt năng mà cơ thể tỏa ra không được xem là năng lượng có ích. Bên trong cơ thể vốn dĩ đã có hóa năng, khi vận động thì một phần hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng và nhiệt năng này tỏa ra cơ thể, và đây được coi là năng lượng hao phí.

Câu hỏi trang 106 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 106 Vật lí 10: Trong động cơ ô tô chạy bằng xăng và trong 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?

Phương pháp giải:

Liên hệ thực tế

Lời giải:

a)

- Ô tô chạy bằng xăng: nhiệt năng thành động năng, điện năng thành động năng, điện năng thành nhiệt năng.

- Quạt điện: điện năng thành động năng, điện năng thành nhiệt năng

b) Trong những số dạng năng lượng được tạo thành thì động năng là năng lượng có ích, nhiệt năng là năng lượng hao phí.

Câu hỏi 2 trang 106 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 có sự chuyển hóa từ điện năng sang hóa năng, điện năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: hóa năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

b) Acquy khi phóng điện có sự chuyển hóa từ hóa năng sang điện năng, hóa năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: điện năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

c) Sử dụng ròng rọc để kéo vật nặng lên cao có sự chuyển hóa năng lượng từ động năng sang thế năng, cơ năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: thế năng

+ Năng lượng hao phí: nhiệt năng

d) Bếp từ khi đang hoạt động có sự chuyển hóa từ điện năng sang nhiệt năng

+ Năng lượng có ích: nhiệt năng

+ Năng lượng hao phí: không có

Câu hỏi trang 108 Vật lí 10

Câu hỏi trang 108 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 108 Vật lí 10: Phân tích sự tiêu hao năng lượng ở động cơ đốt trong dùng trong ô tô (Hình 27.3).

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ

Lời giải:

Khi động cơ hoạt động, nhiên liệu bị đốt cháy, có 5% năng lượng bị tiêu hao ra bên ngaoif do bức xạ nhiệt, 24% của 35% (tức 8,4%) năng lượng ra bên ngoài theo khí thải.

Câu hỏi 2 trang 108 Vật lí 10: Hiệu suất của nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không bằng 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:

Năng lượng mặt trời là năng lượng vô hạn, sạch trong khi đó năng lượng lượng để sản xuất cung cấp cho nhà máy nhiệt điện là năng lượng hữu hạn, tương lai sẽ bị cạn kiệt dần nên người ta vẫn khuyến khích xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời.

Câu hỏi trang 108 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 .

Phương pháp giải:

Quãng đường vật đi được: s = v.t

Biểu thức tính công thực hiện của vật: A = P.t

Biểu thức tính hiệu suất: $H=\frac{A}{Q}.100\%$

Biểu thức tính khối lượng riêng: $p=\frac{m}{v}$

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: $t=\frac{A}{P}=\frac{4,83.{10}^8}{45.{10}^3}=\frac{32200}{3} \left(s\right)$

Quãng đường vật đi được là: $s=v.t=15.\frac{32200}{3}=161000 \left(m\right)=161 \left(km\right)$

Em có thể trang 108 Vật lí 10

Em có thể 1 trang 108 Vật lí 10: Vận dụng khái niệm hiệu suất để tính được phần năng lượng có ích và phần năng lượng hao phí trong quá trình hoạt động của các thiết bị phổ biến trong đời sống và kĩ thuật.

Lời giải:

Ví dụ với bóng đèn sợi đốt: 95J chuyển hóa thành nhiệt (năng lượng hao phí) và 5J chuyển hóa thành năng lượng ánh sáng (năng lượng có ích).

Hiệu suất: H = $\frac{5}{100}$.100% = 5%

Ví dụ với bóng đèn LED: 20J chuyển hóa thành nhiệt (năng lượng hao phí) và 80J chuyển hóa thành năng lượng ánh sáng (năng lượng có ích).

Hiệu suất: H = $\frac{80}{100}$.100% = 80%

Em có thể 2 trang 108 Vật lí 10: Tìm phương án giảm năng lượng hao phí khi sử dụng các thiết bị điện trong gia đình hoặc động cơ ô tô, xe máy.

Lời giải:

- Chuyển từ bóng đèn sợi đốt, bóng đèn compact sang dùng bóng đèn LED.

- Sử dụng xe máy điện thay thế cho xe máy chạy bằng xăng.

- Sử dụng ô tô chạy bằng điện thay thế cho ô tô chạy bằng xăng, dầu.

- Sử dụng bếp từ thay thế cho bếp ga.