Question

(11分)一組數(shù)據(jù)顯示：世界煤炭的儲(chǔ)量還能燒200多年，我國(guó)煤炭的儲(chǔ)量還能燒70多年；世界天然氣的儲(chǔ)量還能用50多年，我國(guó)天然氣的儲(chǔ)量還能用20年；世界石油的儲(chǔ)量還能用40多年，我國(guó)現(xiàn)有的石油儲(chǔ)量用不到20年．因此，新型清潔能源的開(kāi)發(fā)利用成為人類的重點(diǎn)課題．風(fēng)能作為一種清潔能源，對(duì)環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來(lái)大規(guī)模應(yīng)用的能源之一．假設(shè)某地區(qū)的平均風(fēng)速是6.0 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m³，此地有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以形成半徑為20 m的圓面，假如這個(gè)風(fēng)車能將此圓面內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽畣?wèn)：
(1)在圓面內(nèi)，每秒沖擊風(fēng)車車葉的氣流的動(dòng)能是多少？
(2)這個(gè)風(fēng)車平均每秒內(nèi)發(fā)出的電能是多少？

Answer 1

(1)1.63×10⁵ J　(2)1.63×10⁴ J

(1)在1秒內(nèi)，能和車葉發(fā)生作用的氣流體積V＝vS＝vπr²，則這股氣流的動(dòng)能E_k＝mv²＝ρ·vπr²·v²＝ρπr²v³.
將ρ、r、v值代入上式得E_k＝1.63×10⁵ J.
(2)每秒得到電能為
E＝ηE_k＝1.63×10⁴ J.