Bài 27: Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt
I. SỰ TRUYỀN CƠ NĂNG, NHIỆT NĂNG TỪ VẬT NÀY SANG VẬT KHÁC
Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
Hiện tượng | Sự truyền năng lượng |
Hòn bi thép lăn từ máng nghiêng xuống va chạm vào miếng gỗ làm miếng gỗ chuyển động. | $\Longrightarrow$ Hòn bi truyền cơ năng cho miếng gỗ. |
Thả một miếng nhôm đã được nung nóng vào một cốc nước lạnh. | $\Longrightarrow$ Miếng nhôm truyền nhiệt năng cho cốc nước. |
Viên đạn từ nòng súng bay ra, rơi xuống biển, nguội đi và chìm dần. | $\Longrightarrow$ Viên đạn truyền cơ năng và nhiệt năng cho nước biển. |
II. SỰ CHUYỂN HÓA GIỮA CÁC DẠNG CỦA CƠ NĂNG, GIỮA CƠ NĂNG VÀ NHIỆT NĂNG
- Các dạng của cơ năng: động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.
- Cơ năng và nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
Hiện tượng | Sự chuyển hóa năng lượng |
Khi bỏ tay giữ con lắc, con lắc chuyển động nhanh dần từ A đến B, chậm dần từ B đến C, rồi lại chuyển động nhanh dần từ C đến B, chậm dần từ B đến A… | $\Longrightarrow$ Khi con lắc chuyển động từ A đến B, thế năng đã chuyển hóa dần thành động năng. Khi con lắc chuyển động từ B đến C, động năng đã chuyển hóa dần thành thế năng. |
Dùng tay cọ xát miếng đồng lên mặt bàn, miếng đồng nóng lên. | $\Longrightarrow$ Cơ năng của tay đã chuyển hóa thành nhiệt năng của miếng kim loại. |
Đun nóng ống nghiệm. Không khí và hơi nước trong ống nghiệm nóng lên, dãn nở, đẩy nút bật lên và lạnh đi. | $\Longrightarrow$ Nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hóa thành cơ năng của nút. |
III. SỰ BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ VÀ NHIỆT
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:
“Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi; nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”.
IV. VẬN DỤNG
$\bullet \,\,$ C4
Hãy tìm thêm ví dụ, ngoài những ví dụ đã có trong bài về sự truyền cơ năng, nhiệt năng từ vật này sang vật khác; sự chuyển hóa giữa các dạng của cơ năng cũng như giữa nhiệt năng và cơ năng.
Trả lời:
- Dùng búa đập nhiều lần vào thanh đồng làm thanh đồng nóng lên: Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
- Ném một vật lên cao: Động năng chuyển hóa thành thế năng.
$\bullet \,\,$ C5
Tại sao trong hiện tượng hòn bi va vào thanh gỗ, cả hòn bi và thanh gỗ sau khi va chạm chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại. Cơ năng của chúng đã biến đi đâu?
Trả lời:
- Hòn bi và thanh gỗ sau khi va chạm chúng chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại là vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng hòn bi, thanh gỗ, máng trượt và không khí xung quanh.
$\bullet \,\,$ C6
Tại sao trong hiện tượng dao động của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cân bằng? Cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?
Trả lời:
- Trong hiện tượng dao dộng của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cân bằng là vì một phần cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành nhiệt năng, làm nóng con lắc và không khí xung quanh.
