SGK Vật Lí 9 - Bài 60 Định luật bảo toàn năng lượng
BÀI 60 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG Từ hàng nghìn năm trước đây, con người đả mơ ước và tốn nhiều công sức để tìm cách chế tạo ra một thiết bị máy móc có thề làm việc, giúp con người thực hiện công mà không phải cung cấp cho nó một năng lượng nào cà. Nhưng máy móc này gọi là động cơ vĩnh cửu, có thề làm việc liên tục, không bao giờ ngừng. Chúng ta hãy xét kĩ xem vì sao ước mơ đó không thề thực hiện được. I - Sự CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC HIỆN TƯỢNG Cơ, NHIỆT, ĐIỆN 1. Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng a) Thi nghiệm Bố trí thí nghiệm như ở hình 60.1. Thả cho viên bi sát lăn xuống từ điếm A có độ cao hp Quan sát chuyển động của bi, đánh dấu vị trí của bi khi lên đến điếm B có độ cao lớn nhát h2 ở bên phải. HI Hãy chi rỏ thê' năng và động năng của viên bi đã biến đói như thế nào khi viên bi chuyển động từ A đến c rồi từ c đến B. H3 So sánh thê' năng ban đâu mà ta cung cấp cho viên bi ở vị trí A và thê' năng mà bi có ở điểm B. Thiết bị thí nghiệm trẽn có thế làm cho viên bi có thêm nhiêu năng lượng hơn thê' năng mà ta cung cấp cho nó lúc ban đâu không ? Trong quá trình viên bi chuyến động, ngoài cơ năng ra còn có dạng năng lượng mới nào xuất hiện không ? ■ Những phép đo chính xác cho biết phân cơ năng bị hao hụt đi đúng bàng phần nhiệt năng mới xuất hiện. Hiệu suất của thiết bị luôn luôn nhó hơn 1. Người ta thừa nhận ràng cơ năng hao hụt đi đà chuyển hoá thành nhiệt năng. b) Kết luận 1 Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng, cơ năng luôn luôn giảm. Phân cơ năng hao hụt đi đã chuyến hoá thành nhiệt năng. ■ Nếu cơ năng của vật tăng thêm so với ban đầu thi phán tăng thèm là do dạng năng lượng khác chuyến hoá thành. 2. Biến đốỉ cơ năng thành điện năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng Bố trí thí nghiệm như hình 60.2. Quan sát hiện tượng xáy ra với máy phát điện, động cơ điện và qưà nặng B khi ta thá cho quả nặng A chuyển động từ trên xuống dưới. B3 Hãy chỉ ra trong thi nghiệm này, năng lượng đã được biến đói từ dạng nào sang dạng nào qua mồi bộ phận. So sánh thế năng ban đáu cung cấp cho quả nặng A và thê nàng má qua nặng B thu được khi lên đến vị tri cao nhất. Vì sao có sự hao hụt thế năng này ? Kết luận 2 Trong động cơ điện, phán lớn điện năng chuyển hoá thành cơ năng. Trong các máy phát điện, phân lớn cơ năng chuyên hoá thành điện năng. Phân năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giò củng nho hơn phân năng lượng ban đâu cung cấp cho máy. Phân năng lượng hao hụt đi đã biến đối thành dạng năng lượng khác. - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG Kháo sát rất nhiêu quá trình biến đối năng lượng khác trong tự nhiên, các nhà bác học phát biểu thành định luật bào toàn năng lượng : Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chì chuyển hoá từ dạng này’ sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác. - VẬN DỤNG H3 Hãy giải thích vì sao khống thế chê' tạo được động cơ vĩnh cửu. Trên hình 60.3 vẽ một bếp đun cúi cải tiến. Hãy giải thích vì sao dùng loại bếp Hình 60.3 r » Hĩnh 60.4 này lại tiết kiệm được củi đun hơn là dùng kiềng ba chân ở hình 60.4. ứ Định luật bào toàn năng lượng : Nâng luọng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chì chuyển . hoá từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác. . • CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT : Định luật bảo toàn năng luọng là một trong nhũng định luật tổng quát nhất của tụ nhiên, đúng cho mọi quá trình biến đổi, mọi lĩnh vực. Hiện nay, bất kì một phát minh khoa học mói nào trái với định luật này đéu là không đúng. Thiên nhiên vô cùng rộng lớn và năng lượng có thể truyền đi rất xa bằng nhiều hình thức mà nhiều khi bằng giác quan ta không nhận biết được. Trong nhũng biến đổi xảy ra trên mặt đất, định luật bảo toàn năng lượng chỉ đuọc nghiệm đúng khi nhùng biến dổi đó xảy ra trong hệ cô lập, nghĩa là hệ gồm những vật chì tưong tác với nhau trong hệ mà không tuong tác vói các vật ở ngoài hệ. Nhiếu khi ta thấy năng lượng hình như bị hao hụt đi, đó là do hệ mà ta đang xét không phải là hệ cô lập.