初中物理问题
来源:新能源网
时间:2024-08-17 08:43:47
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初中物理问题【专家解说】:题目:
空气的流动形成风,风具有能量,称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点。图3是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,
【专家解说】:题目:
空气的流动形成风,风具有能量,称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点。图3是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电,为人们提供电能。设该地区空气密度为1.3kg/m3,一台风车的轮叶转动时可以形成面积为600m2的圆面。
1、若风速为10m/s,则ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少kg?已知1kg空气以这样的速度运动时具有的动能是50J,10台这样的风车工作ls所产生的电能可供1盏“220V 60W”灯炮正常工作2h,求这种风车发电的效率。
2、若此地年平均风速为15m/s,100台这样的风车一年(工作时间按4000h计算)获得的风能相当于完全燃烧多少kg煤?(煤的热值为3×10^7J/kg)
标准答案:
1.每秒钟通过的空气流的长度为:L=vt=10m/s×1s=10m……1分
每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积为:……1分
V=SL=600m2×10m=6×10^3m3……1分
空气流的质量为:m=pV=1.3kg/m3×6×103m3=7.8×10^3kg………1分
1台风车工作1s获得的空气的动能为:E0=7.8×103kg×50J/kg=3.9×10^5J…………1分
10台风车工作1s获得的空气的动能为:E=10 E0=10×3.9×105J=3.9×10^6J…………1分
10台风车工作1s产生的电能为:E电=pt=60W×2×3600s=4.32×10^5J……………2分
风车发电的效率为:η= E电/E×100%=4.32×105J/3.9×10^6J×100%=11%………1分
2.100台风车1s获得的风能为 E0‘=100×12×10^4J=12×10^7J………………1分
100台风车一年获提的风能为 E总=4000×3600×1.2×10^7J=1.728×10^14J…2分
如果这些能量是由完全燃烧煤来获得,则煤的质量应为: m=E总/q=1.728×10^14J/3×10^7J/kg=5.76×10^6kg……1分
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