Hữu ích hay hao phí tùy mục đích
Khi dùng đèn để chiếu sáng, ánh sáng phục vụ mục đích chính; nhiệt tỏa ra thường là phần hao phí đối với việc chiếu sáng. Khi đun nước, năng lượng làm nước nóng lên là hữu ích; phần truyền ra môi trường mà không làm nóng nước là hao phí.
Vì vậy, không coi mọi nhiệt năng đều hao phí. Nhiệt làm chín cơm là có ích khi nấu cơm. Phải xác định hoạt động muốn đạt gì trước khi xếp phần năng lượng.
Bài luyện
Mục đích là đun nước nóng. Phần năng lượng nào được xét là hữu ích?
Phần này không phục vụ trực tiếp mục đích làm nóng nước.
Âm không cần thiết không phải phần hữu ích cho đun nước.
Ánh sáng ngoài mục đích được xét là hao phí.
Nước nóng lên đúng mục đích sử dụng.
Lời giải
Đối với đun nước, phần làm nước nóng lên là hữu ích. Không gọi mọi nhiệt năng là hao phí, vì chính nhiệt làm nóng nước đang phục vụ mục đích. Đáp án D.
Hao phí không có nghĩa tự biến mất
Trong các thiết bị thực tế, một phần năng lượng truyền, chuyển hóa không phục vụ mục đích chính. Phần hao phí thường là nhiệt năng, đôi khi có âm hoặc ánh sáng.
Năng lượng hao phí vẫn có trong các vật và môi trường. Tiết kiệm bằng cách giảm phần hao phí không trái định luật bảo toàn, mà giúp dùng cùng nguồn năng lượng hiệu quả hơn.
Ví dụ: cân đối năng lượng của thiết bị chiếu sáng giả định
Một thiết bị chiếu sáng giả định nhận 100 J điện năng. Trong mô hình, 40 J chuyển thành ánh sáng phục vụ chiếu sáng, 60 J chuyển thành nhiệt hao phí:
| Phần | Năng lượng |
|---|---:|
| Ánh sáng hữu ích | 40 J |
| Nhiệt hao phí | 60 J |
| Tổng | 100 J |
$40+60=100$ J, phù hợp bảo toàn trong mô hình đã tính đủ hai phần. Đây là số liệu minh họa, không phải hiệu suất công bố của mọi đèn LED hoặc loại đèn cụ thể.
Bài luyện
Trong mô hình đã tính đủ, thiết bị nhận 120 J; phần hữu ích là 45 J, còn lại là hao phí. Phần hao phí bằng bao nhiêu?
Cần lấy phần còn lại, không cộng đầu vào với hữu ích.
45 J là phần hữu ích đã cho.
120 − 45 = 75 J.
120 J là toàn bộ đầu vào, gồm cả phần hữu ích.
Lời giải
Mô hình đã tính đủ nên hao phí = đầu vào − hữu ích = 120 − 45 = 75 J. Kiểm lại 45 + 75 = 120 J. Đáp án C.
Giảm hao phí nhưng giữ an toàn và mục đích sử dụng
Bảo dưỡng, bôi trơn các bộ phận máy phù hợp có thể giảm nóng, mòn do ma sát. Chọn thiết bị đáp ứng nhu cầu với ít năng lượng tiêu thụ hơn, không vận hành khi không cần, góp phần tiết kiệm.
Không tìm cách giảm ma sát ở bộ phanh hoặc đế giày để ‘bớt hao phí’ nếu làm mất an toàn. Không tháo thiết bị điện, bỏ bộ phận bảo vệ hoặc che kín phần cần tản nhiệt để giữ năng lượng.
Bài luyện
Nhận xét nào đúng về phần nhiệt năng?
Hữu ích hay hao phí phụ thuộc mục đích.
Nhiệt làm nóng nước hoặc nấu cơm có thể hữu ích.
Nhiệt không phục vụ mục đích chính có thể là hao phí.
Năng lượng hao phí không tự biến mất khỏi tổng.
Lời giải
Cần xét mục đích: làm nóng nước cần nhiệt, còn đèn dùng để chiếu sáng thường không cần nhiệt tỏa ra. Đáp án A.