Question

10．沈陽(yáng)市法庫(kù)縣成功開發(fā)了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，獲得了首批“國(guó)家綠色能源示范縣”稱號(hào)，如圖所示為風(fēng)力發(fā)電站圖片．目前法庫(kù)縣已建設(shè)11個(gè)風(fēng)場(chǎng)，裝機(jī)400臺(tái)，50萬千瓦并網(wǎng)發(fā)電后．可實(shí)現(xiàn)發(fā)電10.7億千瓦時(shí)，年節(jié)約煤炭37.9萬噸，減排粉塵5.2萬噸、二氧化碳107.9萬噸以上．下表給出了不同風(fēng)速下每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率．

平均風(fēng)速（m/s）	5	6	8
功率（kW）	9	16	38

（1）若在某時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速為5m/s，一臺(tái)發(fā)心機(jī)工作1h，產(chǎn)生的電能可供小明家的空調(diào)（220V  4A）、電熱鍋（220V  40Ω）同時(shí)工作多少小時(shí)？
（2）法庫(kù)縣年平均風(fēng)速為6m/s，50臺(tái)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)連續(xù)工作一天，獲得的電能與完全燃燒多少千克煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當(dāng)？（煤的熱值為3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電功公式W=Pt算出一臺(tái)發(fā)電機(jī)工作1小時(shí)產(chǎn)生的電能，再算出用電器的功率，由電功率公式就會(huì)求出發(fā)電機(jī)工作1小時(shí)產(chǎn)生的電能供這些用電器使用的時(shí)間；
（2）先算出50臺(tái)發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電總量，根據(jù)熱值公式就會(huì)算出需要燃煤的噸數(shù)．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能：
W=Pt=9kW×1h=9kW•h，
空調(diào)的功率為：
P₁=UI=220V×4A=880W=0.88kW，
電熱鍋的功率：
P₂=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{40Ω}$=1210W=1.21kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，工作時(shí)間：
t=$\frac{W}{{P}_{1}+{P}_{2}}$=$\frac{9kW•h}{0.88kW+1.21kW}$≈4.31h，
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，一天的發(fā)電總量：
W=Pt=1.6×10⁴W×50×24×3600s=6.912×10¹⁰J，
燃煤的質(zhì)量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{W}{q}$=$\frac{6.912×1{0}^{10}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=2.304×10³kg，
答：（1）同時(shí)工作4.31h，
（2）獲得的電能與完全燃燒2.304×10³kg煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當(dāng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電能公式、電功率公式及熱值公式的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)考題．