Lý thuyết Hiệu suất - Vật lí 10 Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 27: Hiệu suất

A. Lý thuyết Hiệu suất

I. Năng lượng có ích và năng lượng hao phí

- 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.

Máy đánh trứng chuyển điện năng sang động năng của phới (năng lượng có ích) và năng lượng âm thanh, năng lượng nhiệt (năng lượng hao phí)

Máy sấy tóc biến đổi điện năng sang nhiệt năng (năng lượng có ích) và

năng lượng âm thanh (năng lượng hao phí)

Trong các động cơ nhiệt thông thường, có khoảng 60%-70% năng lượng bị hao phí, trong các động cơ điện, năng lượng hao phí thấp hơn, khoảng 10%.

Trong pin Mặt trời thì ngược lại, chỉ có khoảng 10% năng lượng của ánh sáng Mặt trời được chuyển hóa thành điện năng, còn lại là năng lượng hao phí

II. Hiệu suất

Để đánh giá tỉ lệ giữa năng lượng có ích và năng lượng toàn phần, người ta dùng khái niệm hiệu suất.

$\text{H = }\frac{{\text{W}}_{\mathrm{ci}}}{{\text{W}}_{\mathrm{tp}}}.100\%$

Hoặc $\mathrm{H}\text{ = }\frac{{\text{P}}_{\mathrm{ci}}}{{\text{P}}_{\mathrm{tp}}}.100\%$; với ${\text{P}}_{\mathrm{ci}}$ là công suất có ích, ${\text{P}}_{\mathrm{tp}}$ là công suất toàn phần.

- Hiệu suất của động cơ nhiệt được viết dưới dạng

$\text{H = }\frac{\mathrm{A}}{\mathrm{Q}}.100\%$

Trong đó A là công cơ học mà động cơ thực hiện được, Q là nhiệt lượng mà động cơ nhận được từ nhiên liệu bị đốt cháy.

- Hiệu suất của một số thiết bị điện: Máy phát điện, tuabin nước, máy hơi nước, … được cho trong bảng tham khảo dưới đây.

B. Trắc nghiệm Hiệu suất

Câu 1: Một máy bơm nước mỗi giây có thể bơm 15 lít nước lên bể ở độ cao 10 m. Coi hao tổn không đáng kể. Lấy g = 10 m/s². Công suất của máy bơm bằng:

A. 150 W.

B. 3000 W.

C. 1500 W.

D. 2000 W.

Câu 2: Một ô tô chạy 100 km với lực kéo không đổi là 700 N thì tiêu thụ hết 6 lít xăng. Hiệu suất của động cơ ô tô đó là bao nhiêu? Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 4,6.10⁷ J/kg, khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m³.

A. 86%

B. 52%

C. 40%

D. 36,23%

Câu 3: Thác nước cao 45 m, mỗi giây đổ 180 m³ nước. Người ta dùng thác nước làm trạm thủy điện với hiệu suất 85%. Biết khối lượng riêng của nước là D = 10³ (kg/m³). Công suất của trạm thủy điện bằng

A. 68,85 MW.

B. 81,00 MW.

C. 95,29 MW.

D. 76,83 MW.

Câu 4: Để đưa một vật có khối lượng 250 kg lên độ cao 10 m người ta dùng một hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F = 1500 N. Lấy g = 10 m/s². Hiệu suất của hệ thống là:

A. 80%.

B. 83,3%.

C. 86,7%.

D. 88,3%.

Câu 5: Một máy bơm nước mỗi giây có thể bơm được 15 lít nước lên bể ở độ cao 10 m. Hiệu suất của máy bơm là 70%. Lấy g = 10 m/s². Biết khối lượng riêng của nước là D = 10³ (kg/m³). Sau nửa giờ máy bơm đã thực hiện một công bằng

A. 1500 kJ.

B. 3875 kJ.

C. 1890 kJ.

D. 7714 kJ.

Câu 6: Một động cơ có công suất tiêu thụ bằng 5 kW kéo một vật có trọng lượng 12 kN lên cao 30 m theo phương thẳng đứng trong thời gian 90 s với vận tốc không đổi. Hiệu suất của động cơ bằng

A. 100%.

B. 80%.

C. 60%.

D. 40%.

Câu 7: Một máy bơm nước có công suất 1,5 kW, hiệu suất 70%. Lấy g = 10 m/s². Biết khối lượng riêng của nước là D = 10³ (kg/m³). Dùng máy này để bơm nước lên độ cao 10 m, sau nửa giờ máy đã bơm lên bể một lượng nước bằng

A. 18,9 m³.

B. 15,8 m³.

C. 94,5 m³.

D. 24,2 m³.

Câu 8: Một máy bơm nước có công suất 1,5 kW, hiệu suất 80%. Lấy g = 10 m/s². Biết khối lượng riêng của nước là D = 10³ (kg/m³). Người ta dùng máy bơm này để bơm nước ở dưới mặt đất lên một cái bể bơi có kích thước chiều dài 50 m, rộng 25 m và chiều cao 2 m. Biết bể bơi thiết kế ở trên tầng 2 có độ cao so với mặt đất là h = 10 m. Để bơm đầy bể thì thời gian cần thiết mà máy bơm phải hoạt động là

A. 57,87h.

B. 2 ngày.

C. 2,5 ngày.

D. 2,4 ngày.

Câu 9: Một động cơ điện cỡ nhỏ được sử dụng để nâng một vật có trọng lượng 2,0 N lên cao 80 cm trong 4,0 s. Hiệu suất của động cơ là 20%. Công suất điện cấp cho động cơ bằng

A. 0,080 W.

B. 2,0 W.

C. 0,80 W.

D. 200 W.

Câu 10: Một vật có khối lượng 10 kg chịu tác dụng của 1 lực kéo 80 N có phương hợp với độ dời trên mặt phẳng nằm ngang 30⁰. Hệ số ma sát trượt giữa vật với mặt phẳng nằm ngang là k = 0,2. Lấy g = 10 m/s². Hiệu suất của chuyển động khi vật đi được quãng đường 20 m là:

A. 71%

B. 68%

C. 85%

D. 80%

Xem thêm lý thuyết Vật lí lớp 10 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 28: Động lượng

Lý thuyết Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Lý thuyết Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều

Lý thuyết Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Lý thuyết Bài 33: Biến dạng của vật rắn