Bài 48. Sự chuyển hóa năng lượng

- Khi trời lạnh, ta thường xoa hai bàn tay vào nhau và thấy tay nóng lên. Vì khi hai bàn tay xoa vào nhau xuất hiện dạng năng lượng cơ năng sau một thời gian năng lượng cơ năng chuyển hóa thành năng lượng nhiệt làm tay nóng lên.
- Khi vỗ hai tay vào nhau, ta nghe được tiếng vỗ tay. Trong hoạt động này đã có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng năng lượng cơ năng sang dạng năng lượng âm.

- Các dạng năng lượng xuất hiện khi đèn pin được bật sáng là:

+ Hóa năng

+ Năng lượng điện

+ Năng lượng ánh sáng

+ Năng lượng nhiệt

- Sơ đồ dòng năng lượng của đèn pin:

a/

b/

Quạt điện biến đổi điện năng thành các dạng năng lượn

- Hóa năng có trong thức ăn con người ăn có thể chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng cơ thể, có thể chuyển hóa thành động năng làm cơ thể chuyển động, có thể chuyển hóa thành thế năng khi con người ở một độ cao so với mặt đất.

- Hóa năng ở trong nhiên liệu khi đốt cháy có thể chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng.

(1)  - động năng

(2) – nhiệt năng

(3) – năng lượng ánh sáng

(4) – điện năng

(5) – động năng

(6) – thế năng

a/ Ống chỉ lăn được, vì:

-  Khi chúng ta vặn bút chì xoắn sợ dây cao su khi đó dây cao su bị biến dạng đàn hồi và sinh ra lực đàn hồi để chống lại nguyên nhân bị biến dạng.

- Khi bỏ tay giữ bút chì ra thì lập tức dây cao su sẽ quay trở về hình dạng ban đầu bằng cách nhả các vòng dây đã bị xoắn làm cho bút chì bị xoay theo và ống cũng lăn theo.

- Ở đây đã có sự chuyển hóa từ thế năng đàn hồi thành động năng.

b/ - Để ống chỉ lăn xa hơn thì ta cần xoắn dây cao su nhiều vòng hơn nữa nhưng không được vượt quá giới hạn đàn hồi của dây cao su.

- Vi khi xoắn nhiều vòng hơn thì dây cao su bị biến dạng nhiều hơn dẫn tới thế năng đàn hồi lớn hơn và chuyển hóa hết sang động năng làm ống chỉ lăn xa hơn.

Ta phân tích thí nghiệm trên:

- Khi kéo quả cầu (2) đến điểm B rồi thả ra thì quả cầu khi đó có năng lượng ở dạng thế năng, nó dần quay trở về vị trí ban đầu do có sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng.

- Sau đó va chạm vào quả cầu (1) truyền năng lượng động năng cho quả cầu (1) và nó lên đến vị trí A cùng độ cao với vị trí B, tức là ở đây có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng.

- Và quả cầu (1) có năng lượng bằng quả cầu (2), như ban đầu ta đã cung cấp.

Từ đây, qua thí nghiệm ta thấy, năng lượng được bảo toàn.

Muốn cho xích đu luôn lên tới độ cao ban đầu, thỉnh thoảng người mẹ phải đẩy vào xích đu, vì:

- Người mẹ tác dụng lực đẩy vào em bé, làm em bé bắt đầu chuyển động, có sự biến đổi năng lượng từ dạng động năng sang thế năng và năng lượng đó cứ chuyển hóa theo vòng lặp: động năng – thế năng – động năng.

- Trong quá trình đu, em bé chịu lực cản của không khí và va chạm vào không khí nên một phần năng lượng chuyển hóa thành năng lượng để thắng lực cản và tỏa nhiệt ra môi trường => không thể lên tới độ cao như cũ.

- Người mẹ phải đẩy thêm vào khi em bé đu, để bù năng lượng vào phần năng lượng của chuyển động em bé đã bị chuyển hóa thành năng lượng khác.

Do vậy, em bé có thể đu lên đến độ cao như ban đầu.

- Sau lần nảy đầu tiên, quả bóng không đạt được độ cao như ban đầu, vì:

+ Quả bóng khi rơi từ độ cao xuống mặt đất sẽ chịu lực cản của không khí, va chạm mặt đất và còn phát ra âm.

+ Nên năng lượng của quả bóng, một phần bị chuyển hóa thành nhiệt năng tỏa nhiệt ra môi trường, làm nóng mặt đất và năng lượng âm.

Vì vậy, quả bóng không có cơ năng như ban đầu nên không đạt được độ cao như ban đầu.

- Định luật bảo toàn năng lượng: năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

Trong trường hợp này, năng lượng không bị mất đi mà đã chuyển hóa thành một phần nhiệt năng và năng lượng âm. Nên định luật bảo toàn năng lượng vẫn đúng trong trường hợp này.

a/ (1) – thế năng

(2) – thế năng

(3) – động năng

b/ (4) – động năng

(5) – thế năng

(6) – nhiệt năng

(7) – năng lượng âm

c/ (8) – chuyển hóa

(9) – bảo toàn

(10) – tự mất đi