Toptailieu.vn giới thiệu giải bài tập Chuyên đề Vật lí 10 Bài 8: Năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Chuyên đề học tập Vật lí 10. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Chuyên đề Vật lí 10 Bài 8: Năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo

Mở đầu trang 63 Chuyên đề Vật lí 10: Tốc độ khai thác, tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch quá nhanh so với tốc độ hình thành khiến nguồn năng lượng hóa thạch rơi vào tình trạng cạn kiệt. Vì vậy nhu cầu về việc thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch bằng các nguồn năng lượng tái tạo càng trở nên cấp thiết. Vậy năng lượng tái tạo có những ưu điểm gì so với năng lượng hóa thạch và làm thế nào để có thể khai thác được năng lượng tái tạo?

Lời giải:

- Năng lượng tái tạo

-Năng lượng tái tạo có những ưu điểm so với năng lượng hóa thạch là

+ Có sẵn trong thiên nhiên, liên tục được bổ sung thông qua các quá trình tự nhiên.

+ Năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, thải ra ít carbon trong quá trình sản xuất, chuyển đổi. 

+ Phong phú, có thể khai thác rộng rãi ở mọi khu vực khác nhau trên trái đất. Có thể sử dụng để tạo ra điện và nhiệt.

- Để có thể khai thác được năng lượng tái tạo ta sử dụng một số công nghệ cơ bản:

+ Khai thác được năng lượng mặt trời để biến đổi quang năng thành điện năng, ta sử dụng pin mặt trời hay pin thông thường. Mặt khác, để biến đổi quang năng thành nhiệt năng ta sử dụng 1 gương parabol hoặc 1 ống chân không.

+ Khai thác được năng lượng gió để biến đổi năng lượng gió thành điện năng, ta sử dụng 1 thiết bị gián tiếp như tuabin gió.

+ Khai thác được năng lượng sinh khối biến đổi năng lượng sinh khối thành điện năng, ta sử dụng phương pháp đốt trực tiếp và sử dụng lò hơi hoặc phương pháp đốt liên kết và phương pháp nhiệt phân.

+ Khai thác được năng lượng nước biến đổi thế năng thành điện năng, ta cho dòng nước chảy từ đập trên cao xuống, làm quay tuabin nước.

1. Phân loại năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo

Câu hỏi 1 trang 63 Chuyên đề Vật lí 10: Liệt kê một số dạng của năng lượng năng lượng hóa thạch mà em có thể sử dụng được trong cuộc sống hàng ngày.

Lời giải:

Một số dạng của năng lượng năng lượng hóa thạch mà em có thể sử dụng được trong cuộc sống hàng ngày là: dầu mỏ (các loại xe chạy bằng động cơ dầu, xăng), than đá, khí thiên nhiên (bếp gas)....

Câu hỏi 2 trang 63 Chuyên đề Vật lí 10: Liệt kê một số khí thải độc hại được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.

Lời giải:

Một số khí thải độc hại được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch là:

Các oxide nitơ (NO₂), dioxide lưu huỳnh (SO₂), CO, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các kim loại nặng.

Luyện tập trang 64 Chuyên đề Vật lí 10: Quan sát biểu đồ hình 8.2 và đọc phần mở rộng, tìm hiểu và ước lượng tổng thời gian khai thác than đá tại Việt Nam đến cạn kiệt.

Lời giải:

- Trữ lượng than của nước ta (tính đến 31/12/2015) là 48,88 tỉ tấn = 48880 triệu tấn.

- Sản lượng khai thác than nước ta (giai đoạn 2016 -2019) là:

40 + 37 + 41 + 46 = 164 triệu tấn.

Giả sử tốc độ khai thác được giữ nguyên trong những năm tiếp theo. Vậy thời gian để nước ta khai thác số than là: $\frac{48800}{164}.4=1222$ năm hay đến khoảng năm 3230 thì nước ta sẽ cạn kiệt nguồn than tự nhiên.

Câu hỏi 3 trang 65 Chuyên đề Vật lí 10: Quan sát Hình 8.4 và kể tên những nguồn năng lượng tái tạo liên quan

Lời giải:

Hình 8.4a: Năng lượng mặt trời.

Hình 8.4b: Năng lượng nước.

Hình 8.4c: Năng lượng gió.

Hình 8.4d: Năng lượng địa nhiệt.

Câu hỏi 4 trang 66 Chuyên đề Vật lí 10: Liệt kê một số nhược điểm của điện gió và thuỷ điện

Lời giải:

- Nhược điểm của điện gió là

+ Điện năng chỉ được tạo ra khi có gió.

+ Công suất phát ra thay đổi theo mức gió.

+ Vùng thuận lợi cho đặt nhà máy cũng thường cách xa vùng tiêu thụ. Điều này làm cho lưới điện phải bố trí dẫn truyền điện, và có kế hoạch điều hòa nguồn phát thích hợp để đảm bảo năng lượng cho các phụ tải tiêu thụ.

+ Chi phí xây dựng tốn kém

+ Tiếng ồn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

+ Cánh quạt gió gặp trục trặc có thể là mối nguy hiểm cho những người làm việc gần đó.

- Nhược điểm của thủy điện là

+ Chi phí truyền tải lớn do xa trung tâm phụ tải.

+ Thời gian xây dựng lâu và tốn nhiều chi phí.

+ Gây mất cân bằng hệ sinh thái ⇒ ô nhiễm môi trường.

+ Ảnh hưởng đến đời sống của người dân ở khu vực lân cận, đặc biệt là ảnh hưởng đến nông nghiệp.

Vận dụng trang 66 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu, thảo luận để hoàn thành bảng so sánh năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo theo gợi ý của Bảng 8.1.

Lời giải:

So sánh một số đặc điểm của năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo

Câu hỏi 5 trang 66 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu và trình bày những tác động tích cực của năng lượng tái tạo đối với môi trường.

Lời giải:

Những tác động tích cực của năng lượng tái tạo đối với môi trường là:

- Năng lượng tái tạo có trữ lượng vô hạn, do đó có tiềm năng thay thế các nguồn năng lượng không tái tạo điều này góp phần tránh được các hậu quả có hại đến môi trường.

Ví dụ: nhiên liệu sinh học được chế tạo dễ dàng từ sinh khối phát triển bền vững nhờ khả năng tái tạo và phân hủy sinh học tốt.

- Việc phát triển năng lượng tái tạo được xem là bước đi tiên phong cho việc giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính, từ đó hướng tới nền tăng trưởng năng lượng xanh, hiện đại.

- Tại Việt Nam, việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo là chiến lược phù hợp, quan trọng vì ít rủi ro hơn góp phần tăng cường nguồn cung trong nước, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng nhập khẩu nước ngoài, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, đồng thời giảm tác động làm biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường.

Luyện tập trang 67 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu và trình bày về hiện trạng sử dụng năng lượng sinh khối trong việc sản xuất điện năng tại Việt Nam

Lời giải:

- Hàng năm, tại Việt Nam có gần 60 triệu tấn sinh khối từ phế phẩm nông nghiệp trong đó 40% được sử dụng đáp ứng nhu cầu năng lượng cho hộ gia đình và sản xuất điện. Theo số liệu tính toán, cứ 5 kg trấu tạo ra 1kWh điện, như vậy với lượng trấu hàng triệu tấn, mỗi năm Việt Nam có thể thu được hàng trăm MW điện. Phế phẩm nông nghiệp rất dồi dào ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, chiếm khoảng 50% tổng sản lượng phế phẩm nông nghiệp toàn quốc và vùng Đồng bằng sông Hồng với 15% tổng sản lượng toàn quốc.

- Tại miền Bắc, dự án xây dựng nhà máy điện sinh khối Biomass tại khu Rừng Xanh, thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ đã được hoàn thiện và đi vào hoạt động từ năm 2013 với công suất 40 MW và sản lượng điện là 331,5 triệu kWh/năm

- Tại miền Nam, Tập đoàn Doosan (Hàn Quốc) đã đầu tư xây dựng và hoàn thiện nhà máy nhiệt điện sinh khối tại khu công nghiệp Minh Hưng - Hàn Quốc với công suất 19 MW, cung cấp hơi nước 70m3/giờ

- Tại Cần Thơ, nhà máy điện sinh khối đốt trấu tại Khu Công Nghiệp Trà Nóc 2 do công ty cổ phần nhiệt điện Đinh Hải đầu tư cũng đã hoàn thành và đưa vào hoạt động với công suất 20 tấn hơi/giờ.

- Tại Phú Yên, nhà máy điện sinh khối của công ty TNHH Công nghiệp KCP có công suất 60 MW cũng đã hoàn thành và hòa vào lưới điện quốc gia từ năm 2017.

3. Một số công nghệ cơ bản để thu được năng lượng tái tạo

Câu hỏi 6 trang 67 Chuyên đề Vật lí 10: Liệt kê một số thiết bị sử dụng điện mặt trời mà em biết.

Lời giải:

Thiết bị sử dụng điện mặt trời mà em biết: Hệ thống điện mặt trời cho hộ gia đình và hệ thống điện mặt trời hòa lưới, pin mặt trời trong các thiết bị điện tử như máy tính cầm tay, xe điều khiển từ xa, …

Câu hỏi 7 trang 68 Chuyên đề Vật lí 10: Quan sát Hình 8.10 và mô tả quy trình sinh ra năng lượng bằng cách sử dụng năng lượng sinh khối.

Lời giải:

Quy trình sinh ra năng lượng bằng cách sử dụng năng lượng sinh khối trong Hình 8.10:

- Sinh khối sau khi được sấy khô, cắt thành mảnh vụn, ép thành bánh than cùng với không khí được chuyển vào lò đốt từ đáy lò trong hệ thống đốt trực tiếp.

- Sinh khối được đưa vào trong lò đun từ phía trên trong lò hơi.

- Hơi nước được tạo ra từ trong lò hơi và hơi nước sinh ra làm quay tuabin của máy phát điện, từ đó có thể sinh ra điện năng.

Câu hỏi 8 trang 69 Chuyên đề Vật lí 10: Tìm hiểu và kể tên một số nhà máy thủy điện nổi tiếng ở Việt Nam cùng với công suất của chúng.

Lời giải:

Một số nhà máy thủy điện nổi tiếng ở Việt Nam cùng với công suất của chúng