Question

2008年1月2日我省第一个风力发电机组在三门峡落成．发电机组连同底座共重80t．中间的钢柱高61.5米．底部直径4米．

Answer 1

解题思路：（1）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源．（2）此时发电机组对地面的压力就等于发电机组的重力，已知其接触面积，据公式P=FS计算即可；（3）每秒钟吹过每个叶片上的空气看做一个长方体，据风速和时间可计算出空气在这段时间内所走的路程，而后据叶片的面积可计算成这段空气柱的体积，在据密度公式可以计算出这段时间吹过每个叶片的空气的质量．（4）根据W=Pt求出预计每年并网的电量，由于燃烧煤所产生的热量与上面的发电量是相等的，故据公式Q=mq的变形公式可计算出每年可节约的煤的质量．

（1）风能是可以从自然界源源不断地得到的能源，即为可再生能源，其优点是无污染、环保、节能、成本低等．

（2）此时发电机组对地面的压力：

F=G=mg=80000kg×10N/kg=800000N；

底座的面积：

S=πr²=3.14×（2m）²=12.56m²，

发电机组对地面的压强：

P=[F/S]=[800000N

12.56m2=6.37×10⁴Pa．

（3）在一秒钟内空气所走的路程是：S=6m；

此时该部分空气的体积为V=Sh=20m²×6m=120m³，

故此时吹过叶片的空气的质量是m=ρv=1.29kg/m³×120m³=154.8kg；

（4）预计每年并网的电量W=Pt=1500KW×360×24h=1.296×10⁷KW•h，

∵Q_放=W_电=1.296×10⁷KW•h=4.6656×10¹³J；

∴需要标准煤的质量：

m=

Q放/q]=

4.6656×1013

3×107J/kg=1.5552×10⁶kg=1555.2t．

答：（1）可再生，无污染、环保（合理即可）；

（2）发电机底座对地面的压强为6.37×10⁴Pa；

（3）每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为154.8kg；

（4）每年可节约标准煤1555.2吨．

点评：

本题考点： 压强的大小及其计算；热量的计算；热平衡方程的应用；能源的分类．

考点点评： 本题是一道电学、热学、力学的综合计算题，关键是公式及其变形式的灵活运用，涉及的知识点较多，属于中考常见题型．