(2014•太仓市模拟)如图是我国西部某地区风力发电的外景,下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量.

(2014•太仓市模拟)如图是我国西部某地区风力发电的外景,下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量.
平均风速(m/s) 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量(×104J) 4 8 12 16 20 24
(1)若某时间内风速为10m/s,一台风车工作1小时所产生的电能供8只“220V100W”灯泡正常工作6h,求这台风车发电的效率.
(2)若此地年平均风速为15m/s,50台这样的风车一年(工作时间按3000h计算)获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤?(煤的热值为3×107 J/kg)
(3)若风速为v,该地区空气密度为ρ,风车的轮叶转动时可以形成半径为r的圆面,则t秒钟有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面?
xujlcamel 1年前 已收到1个回答 举报

wangjingqidi 春芽

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解题思路:(1)从表格数据得出风速为10m/s时,1s内获得的能量,求出风车工作1h获得的能量(总能量),再求出W=Pt求出风车工作1h产生的电能(有用能量),利用效率公式求风车发电的效率;
(2)从表格数据得出风速为15m/s时,1s内获得的能量,求50台风车一年获得的能量W′,利用W′=Q=mq求需要煤的质量;
(3)已知风速及时间,由s=vt可求出风在时间t内的路程,然后根据V=Sh求出吹到发电机轮叶上的空气体积,利用密度公式求出空气的质量.

(1)风速为10m/s时,1s内获得的能量为8×104J,
风车工作1h获得的能量:
W=8×104J/s×3600s=2.88×108J,
风车工作1h产生的电能:
W=nPt=8×100W×6×3600s=1.728×107J,
风车发电的效率:
η=
W电
W×100%=
1.728×107J
2.88×108J×100%=6%;
(2)风速为15m/s时,1s内获得的能量为12×104J,
50台风车一年获得的能量:
W′=12×104J/s×50×3000×3600s=6.48×1013J,
由W′=Q=mq可得,燃烧煤的质量:
m=[W′/q]=
6.48×1015J
3×107J/kg=2.16×106kg;
(3)由v=[s/t]可得,t秒钟风的路程:
h=vt,
吹到发电机轮叶上的空气体积:
V=Sh=πr2vt,
由ρ=[m/V]可得,冲击风车轮叶转动形成的圆面的空气质量:
m′=ρV=ρπr2vt.
答:(1)这台风车发电的效率为6%;
(2)获得的风能相当于完全燃烧2.16×106kg的煤;
(3)t秒钟有ρπr2vt千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面.

点评:
本题考点: 电功计算公式的应用;热平衡方程的应用.

考点点评: 本题考查了求空气质量、风力发电机获得的能量相当于多少煤完全燃烧释放的能量、发电机的效率,考查内容较多,计算量较大,解题时应认真细心.

1年前

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