HÃY KỂ TÊN CÁC THIẾT BỊ
CÓ CHỨC NĂNG CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG?

Bài
27:

HIỆU SUẤT
VẬT LÍ

MỤC TIÊU

I. NĂNG LƯỢNG CÓ ÍCH VÀ NĂNG LƯỢNG HAO PHÍ

NHIỆT
(Nhiệt năng)

Điện năng chuyển thành
quang năng (có ích) và nhiệt
năng (hao phí)

ÁNH SÁNG
(Quang năng)

ĐIỆN
(Điện năng)

Khi năng lượng được
chuyển từ dạng này sang
dạng khác, từ vật này sang
vật khác, thì luôn có một phần
bị hao phí.

VÍ DỤ

ĐỘNG CƠ
NHIỆT

60%-70% năng lượng hao phí

ĐỘNG CƠ
ĐIỆN

10% năng lượng hao phí

PIN MẶT
TRỜI

90% năng lượng hao phí

THẢO LUẬN
NGUYỄN THỊ OANH

Xác định năng lượng có ích và
năng lượng hao phí khi chơi thể
thao.

THẢO LUẬN
Nếu chơi thể thao trong thời tiết lạnh
thì nhiệt năng mà cơ thể toả ra có được
xem là năng lượng có ích không? Vì sao?

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?

Câu
Động cơ ô tô
a)
Hóa năng -> điện năng, động năng, nhiệt
năng, quang năng, năng lượng âm
- Năng lượng có ích: động năng, quang
b)
năng, năng lượng âm (tiếng còi)
- Năng lượng hao phí: nhiệt năng, năng
lượng ân (tiếng ồn động cơ)

Quạt điện
Điện năng -> động năng và nhiệt năng

- Năng lượng có ích: động năng
- Năng lượng hao phí: nhiệt năng

2. 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.
Câu

Năng lượng có ích

Năng lượng hao phí

a) Acquy khi nạp điện

Điện năng

Nhiệt năng

b) Acquy khi phóng điện

Điện năng

Nhiệt năng

c) Sử dụng ròng rọc khi kéo vật Cơ năng

Nhiệt năng

d) Bếp từ khi đang hoạt động

Nhiệt năng tỏa ra môi trường

Nhiệt năng truyền cho nồi

HIỆU SUẤT
Khái niệm hiệu suất: tỉ lệ giữa năng lượng
có ích và năng lượng toàn phần.
Năng lượng có ích
Hiệu suất =

Năng lượng toàn phần

Công thức:

H=

hoặc:
Hiệu suất động cơ nhiệt

Wci
Wtp

H=
H=

100%
100%

A
Q

100%

Wci : Năng lượng có ích
Wtp: Năng lượng toàn phần
: Công suất có ích
: Công suất toàn phần
A: Công cơ học
Q: nhiệt lượng

HIỆU SUẤT MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỆN
Thiết bị
Mát phát điện

Năng lượng đầu vào

Năng lượng đầu ra có ích Hiệu suất
Điện năng

96%

Cơ năng

90%

Cơ năng

15%

Cơ năng

35%

Động cơ điện

Cơ năng

96%

Đèn dây tóc

Quang năng

7%

Quang năng

95%

Nhiệt năng

90%

Tuabin nước
Máy hơi nước
Động cơ xăng

Đèn LED
Bếp điện

CƠ NĂNG
HÓA NĂNG

ĐIỆN NĂNG

BÀI TẬP VÍ DỤ

h

l


Một em bé nặng 20 kg chơi cầu trượt từ trạng thái đirng yên ở đỉnh
cầu trượt dài 4 m, nghiêng góc 40° so với phương nằm ngang (Hình
27.2). Khi đến chân cầu trượt, tốc độ của em bé này là 3,2 m/s. Lấy gia
tốc trọng trường là 10 m/s2.
a) Tính độ lớn lực ma sát lác dụng vào em bé này.
b) Tính hiệu suất của quá trình chuyển thế năng thành động năng của
em bé này.

a) Độ lớn lực ma sát

BÀI TẬP VÍ DỤ

Độ cao của đỉnh cầu trượt so với mặt đất:
h=l.sin = 4. sin 40° 2,57 m
Do có ma sát nên khi trượt, một phân thể năng của em bé được
chuyển hoá thành động năng, một phần thắng công cản A của lực
ma sát:
m.g.h=
Độ lớn công cản của lực ma sát:
A=m.g.h- 411,6 J

h

l


Từ biểu thức tính công: A = F.s.cos
Ta có độ lớn lực ma sát: 102,9 N.
b) Hiệu suất
- Năng lượng toàn phần bằng thế năng của em bé ở đỉnh cầu
trượt:
Wtp=m.g.h= 514 J.
- Năng lượng hao phí bằng độ lớn công của lực ma sát nên năng
lượng có ích là: Wci = Wtp - A = 102,4 J
- Hiệu suất của quá trình biến đổi thế năng thành động năng:
H = %=%= 20 %.

1. Phân tích sự tiêu hao năng lượng ở động cơ đốt trong dùng trong ô tô
(Hình 27.3).

Tổng năng
lượng do
nhiên liệu
bị đốt cháy
cung cấp

30%
30%
35%

41%

Đến các
bánh xe

Bức xạ (nhiệt)
Ra ngoài 5%
Truyền cho hệ thống
làm mát (nước,
không khí, ...)

Ra ngoài theo
khí thải (24%)

Nhiệt sinh công
trong hoạt động

Hình 27.3. Sơ đồ phân bố sự chuyển hóa năng lượng (cho động cơ xăng của ô tô)

2. Hiệu suất của nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời không bằng
hiệu suất của nhà máy nhiệt điện. Tại sao người ta vẫn khuyến khích
xây dựng nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời?

- 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.

3. 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
toả ra nhiệt lượng bằng 46.106J/kg và khối lượng riêng của xăng là
700 kg/m3.
HƯỚNG DẪN

=%

⟹

s=v.t
=

=

A=

=m.46.106
=V

Gọi s là quãng đường đi được khi động cơ tiêu
thụ hết 60 lít xăng.
Khối lượng 60 lít xăng:
m =.V = 700.60.10-3 = 42 kg
Công thực hiện của động cơ:
         A=
Thời gian tiêu thụ hết 60 lít xăng
==10733 (s)
Quãng đường ô tô đi được:
S=v.t=15.10733=161000 m= 161Km

LUYỆN TẬP
Các em dùng thẻ Plicker để chọn
đáp án cho các câu hỏi sau

EM CÓ
THỂ
1. 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.
2. 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.