Question

（2008河南初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題）2008年1月2日我省第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在三門峽落成。發(fā)電機(jī)組連同底座共重80t．中間的鋼柱高61.5米．底部直徑4米。與主機(jī)連在一起的3片“風(fēng)葉”，每片長(zhǎng)37．5米，面積約為20m²。

(1)風(fēng)能是屬于 (可再生或不可再生)能源。風(fēng)力發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)為(兩點(diǎn))

(2)發(fā)電機(jī)底座對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少?(g取10N／kg)

(3)若平均風(fēng)速為6m／s，空氣的密度為1.29kg／m³，則每秒鐘吹到每個(gè)葉片上的空氣的質(zhì)量為多少?

(4)一期工程計(jì)劃安裝17臺(tái)總功率為1500千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組．預(yù)計(jì)每年(按360天汁算)并網(wǎng)發(fā)電量為多少千瓦時(shí)？與燃煤發(fā)電相比．每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤多少噸?(標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3×10⁷J／kg)?

Answer 1

解答：(1)可再生    節(jié)能、環(huán)保、成本低

(2) 發(fā)電機(jī)底座面積S=πd²/4 = π×2²m²=4πm²=12.56 m²，

壓力F=G=mg=80×10³kg×10N/kg=8×10⁵N

發(fā)電機(jī)底座對(duì)地面的壓強(qiáng)p=F/S=8×10⁵N/12.56 m²=6.37×10⁴Pa。

(3)每秒鐘吹到每個(gè)葉片上的空氣的質(zhì)量為m=vsρ= 6m／s×20m²×1.29kg／m³=154.8kg。

(4) 每年(按360天汁算)并網(wǎng)發(fā)電量為W=Pt=1500kW×360×24h時(shí)=1.03×10⁷ kW·h

1.03×10⁷ kW·h=1.03×10⁷×3.6×10⁶J=3.7×10¹³J

每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤m= W/q=3.7×10¹³J÷3×10⁷J／kg=1.236×10⁶kg=1.236×10³t。