Câu hỏi bài 5 trang 18 Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều: Đập thuỷ điện có sơ đồ như hình 3. Người ta xây đập để giữ nước ở trên cao. Khi mở cổng điều khiển...

Đập thuỷ điện có sơ đồ như hình 3. Người ta xây đập để giữ nước ở trên cao. Khi mở cổng điều khiển, dòng nước chảy xuống làm quay tuabin của máy phát điện. Phân tích sự chuyển hoá giữa thế năng và động năng của dòng nước trong trường hợp này.

Hình 3. Sơ đồ đập thủy điện

Hướng dẫn giải :

Sử dụng khái niệm về sự bảo toàn năng lượng (Trong quá trình chuyển động của vật, nếu lực cản rất nhỏ, ta có thể bỏ qua phần cơ năng chuyển hóa thành năng lượng nhiệt truyền vào môi trường. Khi đó, động năng giảm đi bao nhiêu thì thế năng tăng lên bấy nhiêu và ngược lại. Như vậy, tổng động năng và thế năng là không đổi. Ta nói cơ năng được bảo toàn.) và quan sát và phân tích hoạt động của dòng nước tại các vị trí. Từ đó, lập luận để phân tích sự chuyển hoá giữa thế năng và động năng của dòng nước trong trường hợp được nêu.

Lời giải chi tiết :

- Trong trường hợp đập nước, nước được giữ ở một độ cao, do đó có thế năng. Khi nước chảy từ trên cao xuống dưới, năng lượng thế năng chuyển đổi thành động năng.

- Khi cổng điều khiển mở, nước bắt đầu chảy từ đập xuống. Trong quá trình này, năng lượng thế năng được chuyển đổi thành năng lượng động năng.

- Dòng nước chảy từ đập có thể được hướng vào tuabin của máy phát điện. Tuabin quay khi nước chảy qua, chuyển động này làm công suất cơ học.

- Công suất cơ học sau đó được chuyển đổi thành điện.