Giải bài tập KHTN 9 Bài 13: Sử dụng năng lượng
Mở đầu trang 65 KHTN 9: Mọi hoạt động trong cuộc sống hằng ngày đều cần tới năng lượng (hình 13.1). Năng lượng đóng vai trò quan trọng, quyết định sự tồn tại, phát triển và góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Nguồn gốc của năng lượng đến từ đâu?
Lời giải:
Phần lớn năng lượng trên Trái Đất đến từ Mặt Trời, và Trái Đất có nguồn năng lượng riêng
Câu hỏi 1 trang 66 KHTN 9: Để làm bốc hơi nước ở sông, hồ, biển và đại dương, năng lượng mặt trời đã chuyển hoá thành dạng năng lượng nào?
Lời giải:
Năng lượng mặt trời, khi chiếu sáng lên bề mặt của sông, hồ, biển, hoặc đại dương, chủ yếu chuyển đổi thành năng lượng nhiệt (năng lượng nhiệt độ). Đơn giản, năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi nước và biến thành nhiệt độ, làm cho nước ấm lên và dần dần bốc hơi. Năng lượng mặt trời góp phần vào quá trình quay trở lại của nước từ trạng thái lỏng thành hơi, một quá trình được gọi là quá trình “bốc hơi”.
Câu hỏi 2 trang 66 KHTN 9: Khi hơi nước ngưng tụ tạo thành mây và mưa, đã có sự chuyển hoá năng lượng như thế nào?
Lời giải:
– Quá trình hơi nước ngưng tụ tạo thành mây mưa là quá trình chuyển hóa năng lượng từ năng lượng mặt trời sang năng lượng nội năng, năng lượng liên kết, năng lượng thế năng trọng trường và các dạng năng lượng khác.
Luyện tập 1 trang 67 KHTN 9: Thức ăn em sử dụng hằng ngày cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho các hoạt động vận động và học tập. Năng lượng dự trữ trong thức ăn đó có nguồn gốc từ đâu?
Lời giải:
Thức ăn em sử dụng hằng ngày cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho các hoạt động vận động và học tập được đến từ sinh vật trên Trái Đất. Nhờ quá trình chuyển hóa năng lượng nhiệt trở thành năng lượng hóa học hoặc năng lượng tích lũy và ngược lại, từ đó sinh vật tồn tại được. Năng lượng nhiệt đó đến từ Mặt Trời, vì vậy năng lượng dự trữ trong thức ăn đó có nguồn gốc từ Mặt Trời.
Tìm hiểu thêm trang 67 KHTN 9: Các nghiên cứu đã chỉ ra tỉ lệ sử dụng năng lượng mặt trời, cùng với năng lượng của Trái Đất cho các quá trình biển đối cơ bản và được mô tả trong sơ đồ hình 13.4.
Hình 13.4. Năng lượng trên Trái Đất
Dựa vào hình 13.4, em hãy cho biết:
a) Bao nhiêu phần trăm năng lượng mặt trời truyền tới Trái Đất được bầu khí quyển hấp thụ?
b) Bao nhiêu phần trăm năng lượng mặt trời truyền tới Trái Đất được thực vật sử dụng trong quá trình quang hợp?
c) Năng lượng nào trên Trái Đất không có nguồn gốc từ Mặt Trời?
Lời giải:
a) Năng lượng mặt trời truyền tới Trái Đất được bầu khí quyển hấp thụ là: 47%
b) Năng lượng mặt trời truyền tới Trái Đất được thực vật sử dụng trong quá trình quang hợp: 0,02%
c) Năng lượng trên Trái Đất không có nguồn gốc từ Mặt Trời: năng lượng thủy triều, năng lượng địa nhiệt, năng lượng hóa thạch.
Câu hỏi 3 trang 68 KHTN 9: Tại sao nói năng lượng hóa thạch có nguồn gốc từ Mặt Trời?
Lời giải:
Quá trình biến đổi đại chất đó là dưới áp lực và nhiệt độ cao từ lớp đất tạo nên hóa thạch từ hàng triệu năm trước. Áp lực và nhiệt độ có được là do năng lượng Mặt Trời cung cấp, vì vậy ta nói nói năng lượng hóa thạch có nguồn gốc từ Mặt Trời.
Câu hỏi 4 trang 68 KHTN 9: Lấy ví dụ trong cuộc sống hằng ngày con người đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch gây ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
Ô tô chạy bằng xăng/dầu diesel:
Quá trình: Khi bạn lái xe, động cơ của xe sẽ đốt cháy xăng hoặc dầu diesel để tạo ra năng lượng cần thiết để di chuyển xe.
Tác động ô nhiễm môi trường: Quá trình đốt cháy nhiên liệu này tạo ra các khí thải độc hại như CO2 (carbon dioxide), CO (carbon monoxide), NOx (oxides of nitrogen), và các hạt bụi.
Hậu quả: Các khí thải này khi xâm nhập vào không khí gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu (hiệu ứng nhà kính) và ô nhiễm không khí, đặc biệt là trong các thành phố lớn, có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe, môi trường sống và ảnh hưởng đến chất lượng không khí.
Vận dụng trang 69 KHTN 9: Kể tên một số hoạt động trong đời sống hằng ngày mà em có sử dụng năng lượng hoá thạch. Nêu ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng này.
Lời giải:
|
Hoạt động đời sống |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Giao thông cá nhân |
Tiện lợi, linh hoạt, và phổ biến. Xe hơi chạy bằng xăng và dầu diesel đáp ứng nhanh chóng nhu cầu vận chuyển cá nhân và hàng hóa. |
Gây ô nhiễm không khí, đóng góp vào hiện tượng nóng lên toàn cầu do khí thải CO2, và tạo ra các chất độc hại như CO và NOx. |
|
Sưởi ấm và nấu ăn |
Dễ sử dụng và tiện ích cho cuộc sống hàng ngày |
Gây ô nhiễm không khí và tác động đến sức khỏe khi sử dụng các nguồn nhiên liệu như than, dầu và khí đốt. |
Câu hỏi 5 trang 69 KHTN 9: Kể tên một số khí thải độc hại được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.
Lời giải:
CO2 (Carbon Dioxide – Khí carbonic)
CO (Carbon Monoxide – Khí carbon monoxide)
NOx (Oxides of Nitrogen – Oxít Nitơ)
SO2 (Sulfur Dioxide – Lưu huỳnh dioxit)
Hạt bụi (Particulate Matter)
Luyện tập 2 trang 69 KHTN 9: Hình 13.9 là giàn khoan khai thác dầu thô trên mỏ Bạch Hồ, nằm cách bờ biển Vũng Tàu khoảng 145 km về phía Đông Nam. Mỏ Bạch Hồ là nguồn cung cấp dầu chủ yếu cho Việt Nam hiện nay. Em hãy tìm hiểu và nêu những lí do có thể làm tăng chi phí thăm dò, khai thác và vận chuyển dầu thô từ mỏ Bạch Hồ so với những mỏ nằm trong đất liền.
Lời giải:
|
Lý do |
Mỏ Bạch Hồ |
Mỏ đất liền |
|
Cơ sở hạ tầng biển |
Cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng biển phức tạp như giàn khoan, giàn nước sâu và hệ thống đường ống dẫn dầu qua biển. |
Không đòi hỏi cơ sở hạ tầng biển phức tạp như vậy, giảm chi phí đầu tư. |
|
Các yếu tố khí hậu |
Đối mặt với điều kiện khí hậu và thủy triều biển khắc nghiệt, làm tăng rủi ro và yêu cầu các biện pháp an toàn và bảo vệ môi trường cao. |
Không phải đối mặt với các yếu tố biển và khí hậu khó khăn như vậy, giảm rủi ro và chi phí liên quan đến an toàn và bảo vệ môi trường. |
|
Vận chuyển |
Chi phí vận chuyển dầu từ biển về cảng đất liền và sau đó đến các điểm tiêu thụ có thể cao do sự phức tạp trong vận chuyển biển. |
Vận chuyển từ mỏ đến cảng đất liền thì có thể đơn giản hơn và chi phí ít hơn. |
|
Khoan và khai thác |
Việc thăm dò và khoan dưới đáy biển đòi hỏi công nghệ và thiết bị đặc biệt, làm tăng chi phí khai thác. |
Khoan và khai thác trên đất liền thường đơn giản hơn và chi phí thấp hơn. |
|
Phản ứng nhanh trước sự cố |
Các sự cố biển, như rò rỉ dầu, có thể khó khăn trong việc phản ứng nhanh chóng và giải quyết. |
Trong trường hợp sự cố trên đất liền, phản ứng và ứng phó có thể nhanh chóng và dễ dàng hơn. |
Tìm hiểu thêm trang 70 KHTN 9: Trong phản ứng hạt nhân, các hạt nhân nguyên tử có thể tương tác với nhau tạo thành các hạt nhân khác và toả ra năng lượng. Năng lượng này được gọi là năng lượng hạt nhân. Hiện nay, con người đã biết cách thu được năng lượng hạt nhân từ các phản ứng phân hạch để làm quay tuabin máy phát điện hoặc tạo lực đẩy cho tên lửa, tàu ngắm,…
Sử dụng năng lượng hạt nhân từ các phản ứng phân hạch có những ưu điểm và nhược điểm gì?
Lời giải:
Ưu điểm của sử dụng năng lượng hạt nhân từ các phản ứng phân hạch:
1. Năng lượng lớn: Tạo ra lượng năng lượng đáng kể từ một lượng nhỏ chất liệu hạt nhân.
2. Không tạo ra khí nhà kính: Không gây ra khí nhà kính, giảm ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu.
3. Năng lượng ổn định: Cung cấp nguồn năng lượng liên tục và ổn định.
Nhược điểm của sử dụng năng lượng hạt nhân từ các phản ứng phân hạch:
1. Rủi ro tai nạn hạt nhân: Nguy cơ tai nạn hạt nhân có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người.
2. Vấn đề xử lý chất thải: Chất thải hạt nhân đòi hỏi xử lý cẩn thận và an toàn.
3. Chi phí xây dựng và bảo quản cao: Xây dựng và bảo quản nhà máy hạt nhân đòi hỏi chi phí và thời gian lớn.
4. Rủi ro an ninh: Có thể là mục tiêu của các tổ chức hay nhóm khủng bố.
Luyện tập 3 trang 70 KHTN 9: Lấy ví dụ cho thấy việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch hiện nay có thể gây ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
Ví dụ trong quá trình khai thác, lưu trữ, vận chuyển, sử dụng khí thiên nhiên và khí mỏ dầu có nhược điểm là phát thải khí độc CO và khí methane – khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh. Khi khí thiên nhiên và khí mỏ dầu bị rò rỉ có thể gây cháy nổ rất nguy hiểm, thiệt hại tài sản và cả tính mạng con người.
Luyện tập 4 trang 70 KHTN 9: Nêu cách khai thác và vận chuyển của một số loại nhiên liệu hoá thạch. Từ đó, thảo luận để chỉ ra giá nhiên liệu hoá thạch phụ thuộc vào chi phí khai thác và vận chuyển.
Lời giải:
Giá của các nhiên liệu phụ thuộc vào chi phí khai thác và vận chuyển. Than mỏ khai thác bằng hình thức lộ thiên thường có giá thấp hơn than khai thác hầm lò. Tương tự như vậy, giá dầu thô, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu được khai thác ở các mỏ trong đất liền sẽ thấp hơn giá của những nhiên liệu đó được khai thác ở các mỏ ngoài đại dương.
Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài tập (Chủ đề 4)
13. Sử dụng năng lượng
14. Năng lượng tái tạo
Bài tập (Chủ đề 5)
15. Tính chất chung của kim loại
16. Dãy hoạt động hoá học