Question

空氣流動形成風，風能夠發電．風力發電機是將風能(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、發電機等(如圖所示)．風力發電時，風輪機葉片受到風力的推動后轉動，從而帶動發電機發電．某地的一臺風力發電機，其風輪正面迎風，當風速為8 m/s時，每秒鐘流向葉片旋轉面積的空氣質量是7200 kg，該地的空氣密度是1.2 kg/m³．已知空氣動能與空氣質量成正比，且1 kg空氣在不同的速度(V)時的動能(E)如下表所示．

(1)當風速為8 m/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3.2×10⁷ J/kg，那么這樣的一臺風力發電機在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10 m/s時，1 s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，風力發電機能對外提供5.4×10⁴ J的電能，那么這臺風力發電機的風能轉化為電能的效率是多少？

(3)科學家認為，理想空氣發電廠應建立在海拔4600 m到10000 m的空中，其原因是什么？

Answer 1

答案：
解析：

(1)6×103 m3　25.92 kg 　　(2)9000 kg　12％ 　　(3)在海拔4600－10000 m的空中，風力大而穩定