Sách bài tập KHTN 9 Bài 14 (Cánh diều): Năng lượng tái tạo

Giải SBT KHTN 9 Bài 14: Năng lượng tái tạo

Bài 14.1 trang 42 Sách bài tập KHTN 9: Năng lượng nào dưới đây không phải là năng lượng tái tạo?

A. Thuỷ điện.

B. Điện mặt trời.

C. Điện thuỷ triều.

D. Nhiệt điện.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Năng lượng tái tạo là năng lượng được tạo ra từ các nguồn thiên nhiên và có thể bổ sung trong một thời gian ngắn. Ví dụ: Năng lượng thuỷ điện, điện mặt trời, điện thuỷ triểu,…

Năng lượng nhiệt điện không phải là năng lượng tái tạo vì không thể bổ sung trong một thời gian ngắn.

Bài 14.2 trang 42 Sách bài tập KHTN 9: Khi xây dựng các nhà máy thuỷ điện, con người khai thác động năng của dòng nước chảy từ trên cao xuông, làm quay tuabin của máy phát điện. Các dòng sông liên tục chảy từ nơi địa hình cao xuống nơi địa hình thấp, biến đổi thế năng của nước thành năng lượng điện. Như vậy, con người không phải mất công bơm nước lên thượng nguồn các dòng sông. Phải chăng ở đây năng lượng của nước đã tự sinh ra, trái với định luật bảo toàn năng lượng? Hãy nêu ý kiến của em về quan điểm này.

Lời giải:

Khoảng 23% năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái Đất tạo nên vòng tuần hoàn của nước. Năng lượng mặt trời làm nóng và bốc hơi nước ở các sông, hồ, biển và đại dương. Hơi nước trong những dòng không khí, khí gặp điều kiện thuận lợi ngưng tụ và rơi xuống tạo thành những cơn mưa. Vòng tuần hoàn của nước đã di chuyển một lượng lớn nước từ biển, đại dương lên vùng núi cao dưới dạng mưa và tuyết. Trọng lực lại làm cho dòng nước chảy từ địa hình cao xuống thấp thành những dòng sông, suối và thác nước. Con người đã xây các đập giữ nước trên núi cao để trữ nước có thế năng lớn, sau đó cho chuyển hoá thành năng lượng điện, mà không phải bơm nước lên thượng nguồn. Tuy nhiên, ở đây năng lượng của nước đã được chuyển hoá từ các dạng năng lượng khác mà không trái với định luật bảo toàn năng lượng.

Bài 14.3 trang 42 Sách bài tập KHTN 9: Em đã biết: Năng lượng được bảo toàn, nghĩa là năng lượng không tự sinh ra cũng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác. Vậy tại sao chúng ta cần phải tiết kiệm năng lượng?

Lời giải:

Năng lượng không tự sinh ra cũng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác, tuy nhiên không phải tất cả các dạng năng lượng con người đều có thể khai thác và sử dụng trong cuộc sống hằng ngày. Các dạng năng lượng dễ khai thác và sử dụng như năng lượng hoá thạch thì ngày càng cạn kiệt, trong khi đó, các nguồn năng lượng dồi dào như năng lượng tái tạo thì con người chưa thể khai thác và sử dụng hiệu quả. Mặc khác, việc gia tăng khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng như hiện nay có những tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Do đó, chúng ta cần tiết kiệm năng lượng để đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững.

Bài 14.4 trang 42 Sách bài tập KHTN 9: Giải thích tác dụng của mỗi việc làm sau đây để sử dụng hiệu quả năng lượng:

a) Phơi quần áo ngoài ánh nắng mặt trời.

b) Sử dụng đèn compact thay cho đèn sợi đốt.

c) Chọn hướng nhà tránh nắng chiếu trực tiếp và đón được gió tự nhiên.

d) Thường xuyên vệ sinh, bảo dưỡng các thiết bị máy móc.

Lời giải:

a) Phơi quần áo ngoài ánh nắng mặt trời: Tận dụng năng lượng mặt trời tự nhiên.

b) Sử dụng đèn compact thay cho đèn sợi đốt: Lựa chọn thiết bị có hiệu suất hoạt động cao để giảm năng lượng hao phí.

c) Chọn hướng nhà tránh nắng chiếu trực tiếp và đón được gió tự nhiên: Tận dụng gió tự nhiên làm mát và tránh nóng cho ngôi nhà. Nhờ vậy, giảm lượng năng lượng điện sử dụng cho việc làm mát.

d) Thường xuyên vệ sinh, bảo dưỡng các thiết bị máy móc: Để các thiết bị duy trì tuổi thọ, hoạt động với hiệu suất cao hơn, giảm năng lượng hao phí.

Bài 14.5 trang 42 Sách bài tập KHTN 9: Dựa vào các gợi ý dưới đây, tìm các ô chữ hàng ngang và ô chữ hàng dọc.

Hàng ngang:

1. Dạng năng lượng khai thác động năng của dòng nước chảy từ trên cao xuống đổ tạo ra điện.

2. Đây là một giải pháp giúp đảm bảo an ninh năng lượng.

3. Dạng năng lượng khai thác động năng của gió để tạo ra điện.

4. Hiện tượng gây ra bởi sự chênh lệch về lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời tác dụng vào khối nước ở các đại dương trên Trái Đất.

5. Loại khí phát thải từ việc đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch.

Hàng dọc:

1. Đây là một nhược điểm của các máy phát điện gió, làm ảnh hưởng lớn tới đời sống con người và sinh vật.

2. Tên một thiết bị quan trọng trong các máy phát điện, chuyển hoá năng lượng cơ học thành năng lượng điện.

6. Đây là nhược điểm chung của các công trình khai thác năng lượng tái tạo.

7. Tên thiết bị biến đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng tái tạo.

8. Tên gọi chung các dạng năng lượng được tạo ra từ các nguồn thiên nhiên và có thể bổ sung trong một thời gian ngắn.

Lời giải:

Hàng ngang: (1) thuỷ điện; (2) tiết kiệm; (3) điện gió; (4) thuỷ triều; (5) carbon dioxide.

Hàng dọc: (1) tiếng ồn; (2) tuabin; (6) chi phí cao; (7) pin quang điện; (8) tái tạo.

Bài 14.6 trang 43 Sách bài tập KHTN 9: Em có thể thực hiện những hành động nào sau đây để góp phần bảo vệ môi trường?

a) Sử dụng túi nylon và cốc nhựa dùng một lần.

b) Chăm sóc và bảo vệ cây xanh trong khuôn viên trường.

c) Để rác vào đúng các thùng theo phân loại rác vô cơ, rác hữu cơ.

d) Sử dụng xe bus và các phương tiện giao thông công cộng khác.

e) Bón cây băng phân bón hoá học.

Lời giải:

Em có thể thực hiện những hành động sau để góp phần bảo vệ môi trường:

b) Chăm sóc và bảo vệ cây xanh trong khuôn viên trường.

c) Để rác vào đúng các thùng theo phân loại rác vô cơ, rác hữu cơ.

d) Sử dụng xe bus và các phương tiện giao thông công cộng khác.

Bài 14.7 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Ghép nối tên dạng năng lượng tái tạo ở cột A với tác động chính của các công trình khai thác dạng năng lượng đó tới môi trường ở cột B.

Lời giải:

1 – b; 2 – d; 3 – c; 4 – a.

Bài 14.8 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Bảng 14.1 cho biết thông tin về công suất, khả năng phát sáng và tuổi thọ trung bình của ba loại bóng đèn. Nếu cần lựa chọn đèn để lắp đặt hộ thống chiếu sáng cho nhà mình, em sẽ lựa chọn loại đèn nào? Nêu lí do cho lựa chọn đó.

Lời giải:

Với ba loại đèn có khả năng chiếu sáng gần như tương đương, nên sử dụng đèn led hoặc đèn compact cho hệ thống chiếu sáng vì hai đèn này có công suất điện nhỏ nên sẽ tiết kiệm năng lượng điện hơn. Hơn nữa, tuổi thọ trung bình của đèn led và đèn compact cao hơn đèn sợi đốt nên mặc dù giá của hai loại đèn này cao hơn đèn sợi đốt nhưng thời gian sử dụng lâu hơn nên xét về mặt kinh tế thì vẫn tiết kiệm chi phí hơn.

Bài 14.9 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Một bộ pin quang điện có diện tích bề mặt 4 m². Tỉ lệ chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng điện là 12%. Năng lượng của ánh sáng mặt trời chiếu tới mặt pin trung bình 1,2 kJ/m² mỗi giây.

a) Tính năng lượng điện bộ pin cung cấp mỗi ngày nếu thời gian chiếu sáng trung bình của Mặt Trời là 12 giờ/ngày.

b) Một gia đình sử dụng 0,8 kg than mỗi ngày để đun nấu. Biết rằng năng lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than là 27 MJ/kg. Tính năng lượng gia đình này cần sử dụng cho việc đun nấu. So sánh với giá trị tính được ở câu a.

Lời giải:

a) Năng lượng mặt trời chiếu tới bề mặt pin mỗi ngày là:

1,2 . 4 . 12 . 3600 = 207 360 (kJ).

Vì tỉ lệ chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng điện là 12% nên năng lượng điện tấm pin sinh ra mỗi ngày là:

207 360 . 12% = 24 883,2 (kJ) = 24,8832 (MJ).

b) Năng lượng gia đình cần sử dụng cho việc đun nấu hàng ngày là: 0,8 . 27 = 21,6 (MJ).

Như vậy, năng lượng bộ pin quang điện cung cấp đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng sử dụng cho việc đun nấu hàng ngày của gia đình đó.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 14: Năng lượng tái tạo

I. Năng lượng tái tạo

1. Năng lượng mặt trời

- Mặt Trời cung cấp năng lượng ánh sáng và năng lượng nhiệt cho nhiều hoạt động của con người và sinh vật trên Trái Đất.

- Các thiết bị thu năng lượng mặt trời:

+ Biến đổi thành năng lượng điện: Pin quang điện.

+ Biến đổi thành năng lượng nhiệt dùng trong các hệ thống sưởi, làm nóng nước hoặc dùng để chạy máy phát điện.

- Ưu điểm và nhược điểm năng lượng mặt trời:

+ Ưu điểm: năng lượng dồi dào, khi sử dụng không phát thải khí độc hại.

+ Nhược điểm:

۰Phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, khí hậu và vị trí địa lí.

۰Chi phí thiết bị, lắp đặt còn cao và hoạt động của các thiết bị này không ổn định.

۰ Các tấm pin quang điện này rất dễ hư hỏng và sau khi hết thời gian sử dụng có thể tạo ra lượng rác thải lớn.

۰ Gây ô nhiễm ánh sáng hoặc làm mất diện tích đất canh tác, ảnh hưởng tới môi trường sống tự nhiên và sự phát triển của các loài động, thực vật ở khu vực đó.

2. Năng lượng từ gió

- Năng lượng từ gió là động năng của các dòng không khí đối lưu trong bầu khí quyển.

- Ngày nay, các máy phát điện gió được xây dựng ở nhiều nơi để biến năng lượng từ gió thành năng lượng điện.

- Ưu điểm: năng lượng dồi dào, năng lượng từ gió không phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm môi trường.

- Nhược điểm:

۰ Gió thổi không đều nên sản lượng điện từ gió không ổn định.

۰ Chi phí đầu tư lớn và khi hoạt động gây ra tiếng ồn làm ảnh hưởng tới đời sống người dân và có thể gây hại cho các loài động vật.

3. Năng lượng từ sóng biển

- Sóng biển thường được tạo ra do tác dụng của gió nhưng đôi khi cũng do các hoạt động địa chấn hoặc thủy triều.

- Để thu được năng lượng từ sóng biển, cần đặt các hệ thống chuyển đổi năng lượng ở ngoài biển hoặc dọc các bờ biển và sử dụng sự chuyển động lên xuống của sóng để làm quay tuabin các máy phát điện.

- Ưu điểm: Năng lượng dồi dào.

- Nhược điểm: Chưa có phương pháp khai thác hiệu quả, việc lắp đặt các hệ thống chuyển đổi năng lượng ở ngoài biển và đại dương cũng gây ảnh hưởng đến sự sống của các loài sinh vật biển.

Mở rộng: Năng lượng từ thủy triều:

Sử dụng động năng của các dòng chảy, do sự chênh lệch độ cao giữa mực nước triều cao và mực nước triều thấp, để làm quay tuabin của các máy phát điện.

4. Năng lượng từ dòng sông

Vòng tuần hoàn của nước đã tạo ra những dòng sông, suối và thác nước.

- Con người khai thác năng lượng dòng chảy của nước trong sản xuất nông nghiệp, giao thông đường thủy, các nhà máy thủy điện.

- Ưu điểm và nhược điểm:

+ Ưu điểm:

۰Không phát thải khí nhà kính và các chất gây ô nhiễm môi trường.

۰Góp phần phòng chống lũ và điều hòa nguồn nước tưới tiêu cho sản xuất nông nghiệp vùng hạ lưu.

+ Nhược điểm: Việc xây dựng và vận hành các nhà máy thủy điện sẽ làm mất rừng và diện tích đất canh tác của người dân, làm thay đổi chế độ thủy văn, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên sông và khu vực lân cận.

II. Sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường

- Sử dụng hiệu quả năng lượng là việc áp dụng các biện pháp và kĩ thuật nhằm mục đích giảm năng lượng hao phí, giảm mức tiêu thu năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống.

- Một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng như:

+ Tận dụng gió và ánh sáng tự nhiên.

+ Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng.

+ Giảm bớt tiêu thụ năng lượng điện trong giờ cao điểm.

+ Lựa chọn các thiết bị có hiệu suất hoạt động cao để giảm tối đa năng lượng hao phí.

+ Sử dụng hiệu quả nhiên liệu bằng cách làm cho nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn.

- Bảo vệ môi trường là những hoạt động giữ cho môi trường trong lành, sạch đẹp; cải thiện môi trường, đảm bảo cân bằng sinh thái; ngăn chặn, khắc phục các hậu quả xấu do con người và thiên nhiên gây ra cho môi trường; khai thác, sử dụng hợp lí và tiết kiệm tải nguyên thiên nhiên.

- Một số biện pháp bảo vệ môi trường:

+ Hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, các loại hoá chất, các sản phẩm từ nhựa dùng một lần, giảm thiểu rác thải nhựa trong sinh hoạt hằng ngày. Nên sử dụng các loại dụng cụ, chất liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên, sản phẩm tái chế.

+ Phân loại rác thải, phục vụ cho việc xử lí rác thải và tái chế đạt hiệu quả cao nhất.

+ Sử dụng tiết kiệm năng lượng, hạn chế các phương tiện giao thông cá nhân, tăng cường sừ dụng nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường.

+ Giữ gìn cảnh quan, môi trường xanh - sạch - đẹp, tích cực trồng và chăm sóc cây xanh, bảo vệ rừng.