Giải chi tiết khoa học tự nhiên 9 KNTT bài 16 Vòng năng lượng trên Trái Đất. Năng lượng hoá thạch

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Ở lớp 7, chúng ta đã biết quang hợp ở thực vật đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa năng lượng của Mặt Trời trên Trái Đất. Vậy năng lượng mặt trời chuyển hóa như thế nào trên Trái Đất?

Bài làm chi tiết:

Năng lượng mặt trời có thể được chuyển đổi thành nhiều loại năng lượng khác nhau như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, và năng lượng từ dòng chảy. Quá trình chuyển đổi này thường xảy ra thông qua vòng tuần hoàn của nước hoặc bằng cách chuyển đổi năng lượng giữa các hệ sinh thái trên Trái Đất, tạo thành các vòng năng lượng phức tạp trên hành tinh này.

I. VÒNG NĂNG LƯỢNG TRÊN TRÁI ĐẤT

Hoạt động 1: Quan sát Hình 16.1 và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả vòng năng lượng giữa các vật sống trên Trái Đất. Nêu dạng năng lượng trong mỗi giai đoạn của vòng năng lượng.

2. Chứng tỏ năng lượng được chuyển hóa trong vòng năng lượng giữa các vật sống trên Trái Đất đến từ Mặt trời.

Bài làm chi tiết:

1. Quá trình chuyển đổi năng lượng từ nguồn thực vật cho đến các động vật là vòng năng lượng giữa các vật sống trên Trái Đất.

- Ở thực vật, quá trình chuyển đổi năng lượng diễn ra thông qua quang hợp: thực vật hấp thụ năng lượng mặt trời, chuyển hóa năng lượng mặt trời thành hóa năng lưu trữ trong lục lạp của chúng.

- Với động vật, thức ăn thường bao gồm thực vật hoặc các loài động vật khác. Động vật ăn thực vật để cung cấp năng lượng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển, sinh trưởng và hoạt động của chúng. Glucose là một trong những chất cơ bản động vật lấy từ quá trình phân giải thức ăn. Thông qua quá trình hô hấp, với sự tham gia của khí oxy, các phân tử hữu cơ, chủ yếu là glucose, được phân giải thành khí CO₂ và nước, đồng thời sản xuất ra năng lượng ATP. 

- Thực vật tiếp tục bắt đầu hấp thụ năng lượng mặt trời để chuyển khí CO₂ và nước thành phân tử đường hữu cơ.

2. Năng lượng từ Mặt Trời được chuyển hóa thành năng lượng hóa qua quá trình quang hợp của thực vật trên Trái Đất. Sau đó, thực vật trở thành nguyên liệu và được truyền qua các cấp độ khác nhau của hệ sinh thái thông qua việc tiêu thụ của động vật. Điều này tạo ra một vòng năng lượng giữa các sinh vật trên Trái Đất, trong đó năng lượng chính có nguồn gốc từ Mặt Trời.

Hoạt động 2: Quan sát Hình 16.2 và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng trong vòng tuần hoàn của nước.

2. Chứng tỏ năng lượng từ gió, năng lượng từ dòng chảy trên Trái Đất cũng đền từ Mặt Trời.

3. Từ vòng năng lượng trên Trái Đất như mô tả trong Hình 16.1 và 16.2, hãy lấy các ví dụ chứng tỏ năng lượng của Trái Đất đền từ Mặt Trời.

Bài làm chi tiết:

1. Quá trình bắt đầu khi ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất và biển, gây nhiệt làm nóng nước và không khí. Sự chênh lệch nhiệt độ này tạo ra sự chuyển động của không khí và các dòng hải lưu trong đại dương, tạo ra gió và các hiện tượng thời tiết.

2. Năng lượng từ gió và dòng chảy là kết quả của ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất và biển, gây nhiệt làm nóng nước và không khí, tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ. Sự chênh lệch này gây ra sự chuyển động của không khí và các dòng hải lưu, tạo ra gió và các hiện tượng thời tiết. Do đó, năng lượng từ gió và dòng chảy cũng có nguồn gốc từ Mặt Trời.

3. Ví dụ về sự năng lượng của Trái Đất đến từ Mặt Trời là việc sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra điện từ hệ thống pin mặt trời, cũng như các hiện tượng thời tiết như mưa, tuyết, và các sự kiện khác.

II. NĂNG LƯỢNG HÓA THẠCH

Hoạt động 1: Quan sát Hình 16.3 và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả quá trình hình thành dầu mỏ.

2. Vì sao dầu mỏ không thể bổ sung nhanh và sẽ dần cạn kiệt trong tương lai gần?

Bài làm chi tiết:

1. Quá trình hình thành dầu mỏ diễn ra từ hàng triệu năm trước, khi một lượng lớn thực vật và xác sinh vật biển chết tích tụ dưới đáy đại dương, tạo thành trầm tích của động vật và thực vật. Trong suốt hàng triệu năm tiếp theo, lớp trầm tích này trải qua sự biến đổi do vi khuẩn và sự chìm sâu hơn. Dưới tác động của nhiệt độ và áp suất gia tăng, ở độ sâu khoảng vài kilômét dưới áp suất mạnh mẽ, các lớp trầm tích dần biến đổi thành bùn đen, tức là dầu mỏ. Dựa vào các vết đứt gãy của các lớp đá, dầu mỏ được nổi lên và tích tụ trong các túi đá, tạo thành mỏ dầu.

2.

- Dầu mỏ không thể tái tạo nhanh chóng vì quá trình hình thành dầu mỏ mất hàng triệu năm để diễn ra.

- Dầu mỏ sẽ dần cạn kiệt trong tương lai gần vì đây là một nguồn tài nguyên hữu hạn và quá trình hình thành dầu mỏ là rất lâu dài, không thể tái tạo nhanh chóng được. Trong khi đó, trong các hoạt động công nghiệp, cần sử dụng một lượng lớn dầu mỏ, đây là nguyên nhân dầu mỏ sẽ cạn kiệt.

Hoạt động 2: Nêu ưu điểm và nhược điểm của năng lượng hóa thạch.

Bài làm chi tiết:

Hoạt động 3: Lấy ví dụ chứng tỏ việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch có thể gây ô nhiễm môi trường.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ: quá trình đốt cháy than đá ở các nhà máy nhiệt điện, tạo ra các khí thải như CO₂, NO_x, bụi mịn,… gây nguy hại đến môi trường.

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN GIÁ NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH

Hoạt động: Tìm hiểu thông tin trên sách báo, internet, thảo luận để trả lời các câu hỏi sau:

1. Giá nhiên liệu hóa thạch phụ thuộc vào những chi phí nào?

2. Chi phí khai thác ảnh hưởng như thế nào đến giá nhiên liệu?

3. Khi tính thêm chi phí khắc phục các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường do sử dụng nhiên liệu hóa thạch (như thuế bảo vệ môi trường,…) làm giá nhiên liệu tăng thì lợi ích là gì?

Bài làm chi tiết:

1. Giá nhiên liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chi phí khai thác, nhu cầu và cung cầu trên thị trường, tình hình kinh tế toàn cầu và các chính sách của các quốc gia có trữ lượng nhiên liệu lớn.

2. Chi phí khai thác ngày càng tăng do các nguồn năng lượng hóa thạch dần cạn kiệt hoặc trở nên khó tiếp cận, buộc người ta phải thăm dò và khai thác ở những vùng biển sâu, đại dương hoặc vùng đất hẻo lánh. Chi phí khai thác tăng cũng làm tăng giá nhiên liệu.

3. Khi tính thêm chi phí khắc phục các vấn đề môi trường do sử dụng nhiên liệu hóa thạch, như thuế bảo vệ môi trường, giá nhiên liệu cũng tăng lên. Tuy nhiên, điều này có lợi ích như:

• Khuyến khích sử dụng nguồn năng lượng sạch.

• Giảm ô nhiễm môi trường.

• Tiết kiệm tài nguyên tự nhiên.

• Góp phần giảm biến đổi khí hậu.