空氣流動形成風,風能夠發(fā)電.風力發(fā)電機是將風能(氣流的動能)轉化為電能的裝置,其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等(如圖所示).風力發(fā)電時,風輪機葉片受到風力的推動后轉動,從而帶動發(fā)電機發(fā)電.某地的一臺風力發(fā)電機,其風輪正面迎風,當風速為8m/s時,每秒鐘流向葉片旋轉面積的空氣質量是7200kg,該地的空氣密度是1.2kg/m
3. 已知空氣動能與空氣質量成正比,且1kg空氣在不同的速度(V)時的動能(E)如下表所示.
E(J) |
2 |
8 |
18 |
32 |
50 |
V(m/s) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
(1)當風速為8m/s時,每秒鐘通過葉片旋轉面積的空氣體積是多少立方米?若煤的熱值3.2×10
7J/kg,那么這樣的一臺風力發(fā)電機在1h內獲得的風能與完全燃燒多少千克的煤所產生的內能相當?
(2)當風速為10m/s時,1s鐘流向葉片旋轉面積的空氣質量是多少千克?若在這種情況下,風力發(fā)電機能對外提供5.4×10
4J的電能,那么這臺風力發(fā)電機的風能轉化為電能的效率是多少?
(3)科學家認為,理想空氣發(fā)電廠應建立在海拔4600m到10000m的空中,其原因是什么?