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(2014•桂林)桂林着力打造广西风电基地,预计到“十二五”期末,全市建成的风电装机容量达到100万千瓦.如图,风力发电--即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,继而带动发电机
题目详情

动能E(J) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
风速v(m/s) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
(2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能,则1000台这样的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量?(一年工作时间按3000h计算,煤的热值为3×107J/kg)
(3)当风速为10m/s时,若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)由表格读出风速为6m/s时每千克空气具有的动能为30J;
(2)一年1000台这样的风力发电机所产生的能量E=P总t=nP0t=1000×1.2×105J/s×3000×3600s=1.296×1015J,
∵Q=E=1.296×1015J,
∴由q=
得:
相当完全燃烧的煤质量m=
=
=4.32×107kg.
(3)设风扇的叶片旋转面积为S,风速为v;
单位时间t内,通过风扇的空气流量为:V=SL=S•vt;
那么这些空气的质量为:m=ρV=ρS•vt;
∵风扇的叶片长为40m,则S=πr2=3.14×(40m)2=5024m2,
∴m′=ρS•vt=1.2kg/m3×5024m2×10m/s×1s=60288kg,
根据表可知产生能量为:E风=50J/kg×60288kg=3.0144×106J,
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为:η=
×100%=
×100%≈12.6%.
答:(1)当风速为6m/s时,每千克空气具有的动能是30J;
(2)一年获得的电能相当于完全燃烧4.32×107kg的煤产生的能量;
(3)它将风能转化为电能的效率是12.6%.
(2)一年1000台这样的风力发电机所产生的能量E=P总t=nP0t=1000×1.2×105J/s×3000×3600s=1.296×1015J,
∵Q=E=1.296×1015J,
∴由q=
Q |
m |
相当完全燃烧的煤质量m=
Q |
q |
1.296×1015J |
3×107J/kg |
(3)设风扇的叶片旋转面积为S,风速为v;
单位时间t内,通过风扇的空气流量为:V=SL=S•vt;
那么这些空气的质量为:m=ρV=ρS•vt;
∵风扇的叶片长为40m,则S=πr2=3.14×(40m)2=5024m2,
∴m′=ρS•vt=1.2kg/m3×5024m2×10m/s×1s=60288kg,
根据表可知产生能量为:E风=50J/kg×60288kg=3.0144×106J,
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为:η=
E电 |
E风 |
3.8×105J |
3.0144×106J |
答:(1)当风速为6m/s时,每千克空气具有的动能是30J;
(2)一年获得的电能相当于完全燃烧4.32×107kg的煤产生的能量;
(3)它将风能转化为电能的效率是12.6%.
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