Question

（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．

Answer 1

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_放=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_电=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_放=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．