Bạn đang xem bài viết Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng được cập nhật mới nhất trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.
Bảo toàn năng lượng là một trong những định luật nổi tiếng trong lĩnh vực Vật Lý. Và là một trong bốn định luật nhiệt động lực học mà bạn đã từng được học qua khi còn ngồi trên ghế nhà trường.
Định nghĩa bảo toàn năng lượng
Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi. Nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác.
Đây chính là phát biểu khi nói đến bảo toàn năng lượng. Nó được xem là định luật cơ bản nhất trong vật lý học.
Bạn cũng có thể hiểu: “Trong vũ trụ, tổng năng lượng không hề thay đổi, nó chỉ có thể chuyển từ hệ này sang hệ khác”. Rõ ràng con người không thể tạo ra năng lượng, mà họ chỉ biến chuyển các dạng năng lượng với nhau mà thôi.
Sự hình thành và phát triển định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Mayer – tổng quan về các quan niệm
Mayer (1814 – 1878) là một bác sỹ y khoa và ông làm việc trên một tàu Viễn Dương. Ông được công nhận là người đầu tiên phát minh ra định luật bảo toàn năng lượng và chuyển hóa năng lượng.
Năm 1841, ông đã viết một công trình mang tên: “Về việc xác định các lực về mặt số lượng và chất lượng”.
Năm 1542, Mayer đã tiếp tục gửi đi một công trình thứ hai, “Nhận xét về các lực của thế giới vô sinh”. Ông đã đưa ra những lập luận chung về “lực”. Sau đó là chi tiết phân tích về sự chuyển hóa “lực rơi” chính là thế năng ngày nay. Và “hoạt lực” chính là động năng ngày nay. Và lần này ông kết luận “Lực là những đối tượng không trọng lượng, không bị hủy diệt và nó có khả năng chuyển hóa:
Năm 1845, ông tiếp tục hoàn thành một công trình mang tên” Chuyển động hữu cơ trong mối liên hệ với sự trao đổi chất”. Lần này ông tính lại đương lượng cơ của nhiệt là 367 kGm/kcal.
Sau này để tỏ lòng biết ơn người ra đã đặt tên cho công thức: Cp -Cv = R là phương trình Mayer.
Joule – xây dựng cơ sở thực nghiệm
Joule (1818 – 1889), ông là một chủ nhà máy sản xuất rượu bia lớn ở Anh. Với những đóng góp xuất sắc của mình, ông được công nhận là một trong những nhà khoa học phát minh ra định luật bảo toàn năng lượng và chuyển hóa năng lượng.
Năm 1843, ông công bố công trình: “Về hiệu quả nhiệt của điện từ và hiệu quả của cơ học”.
Năm 18409 – 1850, ông thực hiện một thí nghiệm kinh điển và được đưa vào sách giáo khoa. Ông đã xác định được đương lượng cơ học của nhiệt khoảng 424 kGm/kcal, đây là một con số khá chính xác.
Helmholtz – khảo sát định luật bảo toàn năng lượng và chuyển hóa năng lượng
Helmholtz (1821 – 1849), ông cũng là một bác sỹ, gia đình truyền thống kinh doanh vàng tại Đức.
Năm 1847, ông báo cáo với hội vật lý Berlin “Vấn đề bảo toàn các lực”. Ông đã nêu lên được “tổng các lực căng và các hoạt lực trong một hệ bao giờ cũng không đổi”.
Tiếp đến ông thực hhieenjkhaor sát và đưa ra nhiều kết luận chuẩn xác, làm tiền đề phát triển sau này. Ví dụ: “Khi có giao thoa ánh sáng, năng lượng của nó không bị tiêu hủy tại chỗ mà chỉ được phân bố lại, nó chỉ bị giảm khi sóng ánh sáng bị hấp thụ và khi đó nó chuyển thành các dạng năng lượng khắc như hóa năng hay nhiệt năng”.
Ngày nay định luật bảo toàn năng lượng và chuyển hóa năng lượng được các nhà khoa học nghiên cứu và hoàn thiện hơn. Và họ khẳng định rằng khoong một quá trình vật lý nào xảy ra mà phá hủy được 2 định luật này.
Ví dụ, với vật đen tuyệt đối, Fphản xạ = Ftruyền qua = 0, thì:
Bài 60. Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng
Tiết 68 – Bài 60: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG
Ngày soạn: 20/04/2016Giảng ở lớp :
9A
9B
1. Mục tiêu:a. Về kiến thức: – Qua thí nghiệm, nhận biết được trong các thiết bị làm biến đổi năng lượng, phần năng lượng thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng cung cấp cho thiết bị lúc ban đầu, năng lượng không tự sinh ra.– Phát hiện được năng lượng giảm đi bằng phần năng lượng xuất hiện.– Phát biểu được định luật bảo toàn năng lượng và vận dụng định luật để giải thích hoặc dự đoán sự biến đổi năng lượng.b. Về kĩ năng: – Rèn kĩ năng khái quát hoá về sự biến đổi năng lượng để thấy được sự bảo toàn năng lượng.– Rèn được kĩ năng phân tích hiện tượng.c. Về thái độ: Nghiêm túc, hợp tác trong các hoạt động.2. Chuẩn bị của GV& HSa. GV: Thiết bị biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại.b. HS: Học bài, nghiên cứu trước nội dung bài mới.3. Phương pháp giảng dạy– Tìm và giải quyết vấn đề.– Tích cực hóa hoạt động của HS.4. Tiến trình bài dạy:a. Ổn định tổ chức (1′)b. Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới (6′)*Kiểm tra: ? Khi nào vật có năng lượng? Có những dạng năng lượng nào?? Nhận biết: Hoá năng, quang năng, điện năng bằng cách nào? Lấy ví dụ.* Đặt vấn đề: Như SGK.c. Nội dung bài mới:HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒNỘI DUNG
HĐ 1: Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt, điện. (15′)HS: bố trí TN hình 60.1- Trả lời câu hỏi .? Năng lượng động năng, thế năng phụ thuộc vào yếu tố nào?HS: Trả lời.? Để trả lời phải có yếu tố nào? Thực hiện như thế nào?HS: Trả lời.? HS trả lời – Năng lượng có bị hao hụt không? Phần năng lượng hao hụt đã chuyển hoá như thế nào?? Năng lượng hao hụt của bi chứng tỏ năng lượng bi có tự sinh ra không?HS: Trả lời.HS: đọc thông báo và trình bày sự hiểu biết của thông báo-GV chuẩn lại kiến thức.GV: Cho HS quan sát 1 TN về sự biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng?GV: giới thiệu qua cơ cấu và tiến hành TN- HS quan sát một vài lần rồi rút ra nhận xét về hoạt động.? Nêu sự biến đổi năng lượng trong mỗi bộ phận.HS: Trả lời.
? Kết luận về sự chuyển hoá năng lượng trong động cơ điện và máy phát điện.HS: Đọc kết luận.
HĐ 2: Định luật bảo toàn năng lượng. (5′)? Năng lượng có giữ nguyên dạng không?? Nếu giữ nguyên thì có biến đổi tự nhiên không?? Trong quá trình biến đổi tự nhiên thì năng lượng chuyển hoá có sự mất mát không? Nguyên nhân mất mát đó → Rút ra định luật bảo toàn năng lượng.HS: Lần lượt trả lời và rút ra kết luận.
HĐ 3: Vận dụng. (10′)GV: Cho HS trả lời , .? Bếp cải tiến khác với bếp kiềng 3 chân như thế nào?? Bếp cải tiến, lượn khói bay theo hướng nào? Có được sử dụng nữa không?HS: Trả lời.I- Sự chuyển hóa 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) Thí nghiệm: Hình 60.1. Từ A đến C: Thế năng biến đổi thành động năng. Từ C đến B: Động năng biến đổi thành thế năng. h2 < h1 → Thế năng của viên bi ở A lớn hơn thế năng của viên bi ở B.
…không thể có thêm…ngoài cơ năng còn có nhiệt năng xuất hiện do ma sát.
b) Kết luận 1: Cơ năng hao phí do chuyển hoá thành nhiệt năng.
2. Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại: Hao hụt cơ năng.a) Thí nghiệm: Hoạt động: Quả nặng- A rơi → dòng điện chạy sang động cơ làm động cơ quay kéo quả nặng B.Cơ năng
Định Luật Bảo Toàn Động Lượng
Động lượng p của một vật là một véc tơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức:
Khi một lực F không đổi tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian Δt thì tích véc tơ F.Δt được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian Δt ấy.
Đơn vị xung lượng của lực là N.s
Tác dụng xung lượng của lực
Ý nghĩa: Khi lực đủ mạnh tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian hữu hạn sẽ làm động lượng của vật biến thiên.
Phát biểu định luật bảo toàn động lượng
Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.
Trong hệ cô lập chỉ có nội lực tương tác giữa các vật trong hệ trực đối nhau từng đôi một.
Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập
Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn:
m1v1 (véc tơ) và m2v2 (véc tơ) là động lượng của vật 1 và vật 2 trước tương tác
m1v1′ (véc tơ) và m2v2′ (véc tơ) là động lượng của vật 1 và vật 2 sau tương tác
Xét một vật khối lượng m1, chuyển động trên một mặt phẳng ngang với vận tốc v1 (véc tơ) đến va chạm vào một vật có khối lượng m2 đang đứng yên. Sau va chạm hai vật nhập làm một và cùng chuyển động với vận tốc v (véc tơ). Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Chuyển động bằng phản lực
Trong một hệ kín đứng yên, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng, thì phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại. Chuyển động theo nguyên tắc như trên được gọi là chuyển động bằng phản lực. Ví dụ: Sự giật lùi của súng khi bắn, chuyển động của máy bay phản lực, tên lửa…
Dạng bài tập bảo toàn động lượng
Tìm độ lớn của động lượng
Bài 1: Một vật có m = 55kg thả mình rơi tự do từ vị trí cách mặt nước 4m. Sau khi chạm mặt nước 0,5s thì dừng lại, g = 9,8m/s². Tìm lực cản do nước tác dụng lên vật đó?
Hướng dẫn giải:
Bài 2. Một tên lửa khối lượng tổng cộng mo = 70tấn đang bay với v o = 200m/s đối với trái đất thì tức thời phụt ra lượng khí m 2 = 5 tấn, v 2 = 450m/s đối với tên lửa. Tính Vận tốc tên lửa sau khi phút khí ra?
Hướng dẫn giải:
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!
Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng Và Ví Dụ Giải Thích
Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác. Đây được coi là định luật cơ bản của vật lý học.
Công thức định luật bảo toàn năng lượng
Ví dụ định luật bảo toàn năng lượng
Nếu thả một hòn bi từ trên cao xuống một cái chén thì năng lượng của hòn bi là thế năng hấp dẫn, rơi vào chén và chuyển động quanh thành chén là động năng, đồng thời phát ra tiếng động là âm năng. Ngoài ra bi còn ma sát với thành chén tạo ra nhiệt năng, vậy ta có thể thấy từ một dạng năng lượng là thế năng đã chuyển hóa thành ba dạng năng lượng như đã nêu ở trên.
Năng lượng trong dao động cơ được gọi là cơ năng. Cơ năng bằng tổng động năng và thế năng. Trong một hệ kín cơ năng không đổi.
Động năng của một vật là năng lượng có được từ chuyển động của vật đó. Nó được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của vật.
Công thức tính động năng
Động năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức: (W_{d}=frac{1}{2}mv^{2})
Thế năng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của vật. Thế năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức: (W_{t}=mgh)
Biểu thức bảo toàn cơ năng
(W=W_{d_{1}}+W_{t_{1}}=W_{d_{2}}+W_{t_{1}}=frac{1}{2}mv_{1}^{2}+mgh_{1}+frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2})
Dựa vào biểu thức trên ta có thể thấy rằng:
Một vật khi rơi tự do, tại thời điểm thế năng cực đại thì động năng bằng 0. Động năng cực đại thì thế năng bằng 0. Động năng tăng thì thế năng giảm. Động năng giảm thì thế năng tăng, nhưng tổng động năng và thế năng là một đại lượng không đổi.
Bài tập định luật bảo toàn năng lượng
Một vật có m = 10g, rơi tự do tại độ cao 5m, vận tốc rơi 13km/h. Tìm cơ năng biết g= 9.8m/s 2 .
Lời giải:
Áp dụng công thức:
(W =W_{d}+W_{t}=frac{1}{2}mv^{2}+mgh= 554,8 J)
định luật bảo toàn cơ năng
định luật bảo toàn vật chất
sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Please follow and like us:
Cập nhật thông tin chi tiết về Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!