Question

抽水蓄能電站是為合理用電，提高電力的經(jīng)濟(jì)效益而設(shè)計(jì)的．它的工作原理是深夜把過剩的電能通過水泵把下水庫的水抽到高處的上水庫內(nèi)，白天則通過閘門放水發(fā)電，以補(bǔ)充電能不足．若某抽水蓄能電站其上游水庫可蓄水9.0×10⁶m³．發(fā)電廠房發(fā)電機(jī)組與上游水庫中心位置平均高度差約600m，假設(shè)晚上上游水庫全部蓄水，白天降水全部放完用于發(fā)電，每天可發(fā)電4.5×10⁶kWh，則此水電站的發(fā)電效率為    ．（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：水電站工作時是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此其效率的計(jì)算為轉(zhuǎn)化出的電能與消耗的機(jī)械能的比值．
轉(zhuǎn)化出的電能已告訴，消耗的機(jī)械能即為水庫中水的重力勢能，可以通過水下落重力做功計(jì)算出來．
解答：解：水的體積：V=9.0×10⁶m³，密度：ρ=10³kg/m³，g=10N/kg，h=600m，
由此可以求得水的重力：G=mg=ρVg=10³kg/m³×9.0×10⁶m³×10N/kg=9×10¹⁰N．
水下落600m重力做的功即消耗的機(jī)械能：W=Gh=9×10¹⁰N×600m=5.4×10¹³J．
轉(zhuǎn)化出的電能：W_電=4.5×10⁶kWh=4.5×10⁶×3.6×10⁶J=1.62×10¹³J．
水電站的機(jī)械效率：η===30%．
故答案為：30%．
點(diǎn)評：要求能量的轉(zhuǎn)化效率，首先要確定哪種能量是有效利用的能量；哪種能量是消耗的總能量．