2010年11月5日,在新疆召開的“引渤入疆”(指引渤海水進入新疆)研討會,引起了全國輿論的廣泛關(guān)注。其中一個方案是:從天津取水,由黃旗!獛觳箭R沙漠—毛烏素沙漠—騰格里沙漠—烏蘭布和沙漠—巴丹吉林沙漠,走河西走廊,經(jīng)疏勒河自流進入羅布泊。此路徑中最高海拔約為1200m,從羅布泊到下游的艾丁湖,又有近1000m的落差。此方案是否可行,涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來分析這個方案。取重力加速度g=10m/s2,水的密度ρ1=1.0×103kg/m3。
(1)通過管道提升海水,電能的利用率η1=60%,將1噸海水提升到海拔1200m,需要耗多少電能?利用水的落差發(fā)電,發(fā)電效率也為η1=60%,在1000m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能?
(2)如果每年調(diào)4×109m3海水入疆,盡管利用落差發(fā)的電可以全部用來提升海水,但還需要額外提供電能。
(i)額外需要的電能可從三峽水電站輸送。已知三峽水電站水庫面積約1.0×109m2,年平均流量Q = 5.0×1011m3,水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差h=100m,發(fā)電站的發(fā)電效率η1=60%。求在一年中“引渤入疆”工程額外需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例。
(ii)我國西北地區(qū)風(fēng)能充足,額外需要的電能也可通過風(fēng)力發(fā)電來解決。通過風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能。取空氣密度ρ2=1.25kg/m3。某風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電效率η2=40%,其風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積S=400m2。某地區(qū)風(fēng)速υ=10m/s的時間每年約為5500小時( 合2.0 × 10 7s )。求在該地區(qū)建多少臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機才能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?
(1)將1T海水提升到海拔1200m,重力勢能增加J
由于電能的利用率為60%,所以需要耗電 J (2分)
1T水可以發(fā)電J (2分)
(2)將1T海水輸送到艾丁湖,額外需要耗電ΔE0=E1- E2= 1.4×107J (1分)
每年從渤海灣調(diào)4×109m3海水入疆需要額外用電
ΔE=4×109×ΔE0= 5.6×1016J (2分)
(i)三峽水電站的年發(fā)電J (2分)“引渤入疆”工程需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例為
=18.7% (2分)
(ii)對一臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機,
1s內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為ρ2υS
風(fēng)能的最大功率 =(ρ2υS)υ2 = ρ2Sυ3 =2.5×105W (2分)
年發(fā)電量約 W =η2Pmt =40%×2.5×105×2.0×107J= 2.0×1012J (2分)
為滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能,需建數(shù)量
n==2.8×104(臺) (3分)
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:北京市西城區(qū)2011屆高三二模理綜物理試題 題型:038
2010年11月5日,在新疆召開的“引渤入疆”(指引渤海水進入新疆)研討會,引起了全國輿論的廣泛關(guān)注.其中一個方案是:從天津取水,由黃旗海一庫布齊沙漠一毛烏素沙漠一騰格里沙漠一烏蘭布和沙漠~巴丹吉林沙漠,走河西走廊,經(jīng)疏勒河自流進入羅布泊.此路徑中最高海拔約為1200 m,從羅布泊到下游的艾丁湖,又有近1000 m的落差.此方案是否可行,涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素.下面我們僅從能量角度來分析這個方案.
取重力加速度g=10 m/s2,水的密度ρ1=1.0×103 kg/m3.
(1)通過管道提升海水,電能的利用率η1=60%,將1噸海水提升到海拔1200 m,需要耗多少電能?利用水的落差發(fā)電,發(fā)電效率也為η1=60%,在1000 m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能?
(2)如果每年調(diào)4×109 m3海水入疆,盡管利用落差發(fā)的電可以全部用來提升海水,但還需要額外提供電能.
(ⅰ)額外需要的電能可從三峽水電站輸送.已知三峽水電站水庫面積約1.0×109 m2,年平均流量Q=5.0×1011 m3,水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差h=100 m,發(fā)電站的發(fā)電效率η1=60%.求在一年中“引渤入疆”工程額外需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例.
(ⅱ)我國西北地區(qū)風(fēng)能充足,額外需要的電能也可通過風(fēng)力發(fā)電來解決.通過風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能.取空氣密度ρ2=1.25 kg/m3.某風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電效率η2=40%,其風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積S=400 m2.某地區(qū)風(fēng)速不低于v=10 m/s的時間每年約為5500小時(合2.0×107 s).
求在該地區(qū)最多建多少臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?
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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年北京市西城區(qū)高三二模理科綜合物理部分 題型:計算題
2010年11月5日,在新疆召開的“引渤入疆”(指引渤海水進入新疆)研討會,引起了全國輿論的廣泛關(guān)注。其中一個方案是:從天津取水,由黃旗海一庫布齊沙漠一毛烏素沙漠一騰格里沙漠一烏蘭布和沙漠~巴丹吉林沙漠,走河西走廊,經(jīng)疏勒河自流進入羅布泊。此路徑中最高海拔約為1200m,從羅布泊到下游的艾丁湖,又有近1000m的落差。此方案是否可行,涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來分析這個方案。
取重力加速度g=10m/s2,水的密度。
(1)通過管道提升海水,電能的利用率=60%,將1噸海水提升到海拔1200m,需要耗多少電能?利用水的落差發(fā)電,發(fā)電效率也為=60%,在1000m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能?
(2)如果每年調(diào)4×109m3海水入疆,盡管利用落差發(fā)的電可以全部用來提升海水,但還需要額外提供電能。
(i)額外需要的電能可從三峽水電站輸送。已知三峽水電站水庫面積約1.0×109m2,年平均流量Q=5.0×1011m3,水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差h=100m,發(fā)電站的發(fā)電效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程額外需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例。
(ii)我國西北地區(qū)風(fēng)能充足,額外需要的電能也可通過風(fēng)力發(fā)電來解決。通過風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能。取空氣密度=1.25kg/m3。某風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電效率=40%,其風(fēng)輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積S=400m2。某地區(qū)風(fēng)速不低于=l0m/s的時間每年約為5500小時(合2.0×107s)。
求在該地區(qū)最多建多少臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?
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科目:高中物理 來源:北京模擬題 題型:計算題
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