...风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其主要部件包括风 ...

Question

如题所述

Answer 1

解：（1）空气的体积V空气等于空气质量m空气除以空气密度p空气，即V空气 = m空气 / p空气 = 7200 kg / 1.2 kg/m³ = 6000 m³（6×10^3 m³）。
空气的动能Q等于空气的比热容Em乘以质量m空气乘以时间t，即Q = Emt = 32 J/(kg·s) × 7200 kg × 3600 s = 829440000 J（8.2944×10^8 J）。
燃烧煤的质量m煤等于空气动能Q除以煤的热值q煤，即m煤 = Q / q煤 = 8.2944×10^8 J / (3.2×10^7 J/kg) = 25.92 kg。
（2）空气的质量m空和伍山气1等于空气密度p空气乘以速度v1乘以高度h1，即m空和伍山气1 = p空气 × v1 × h1 = 1.2 kg/m³ × 8 m/s × 10 m = 96 kg。
发电机做的功W等于能量转换效率E‘橘察m’乘以空气质量m空和伍山气1乘以时间t，即W = E‘橘察m’t = 50 J/(kg·s) × 96 kg × 1 s = 48000 J（4.8×10^4 J）。
发电机的效率η等于电能W电除以总能量W，即η = W电 / W = 5.4×10^4 J / 48000 J = 11.25%。
（3）在海拔4600m至10000m的高空，风速较大且持续，因此适合建造风力发电机。
每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积是6000 m³，相当于完全燃烧25.92 kg煤所产生的内能。
每秒钟流向叶片旋转面积的空气质量是9000 kg。
这台风力发电机的风能转化为电能的效率是11.25%。
在海拔4600m至10000m的高空，风速较大且持续，因此适合建造风力发电机。