Question

我國已興建抽水蓄能水電站，它可調(diào)劑電力供應．深夜時，用過剩的電能通過水泵把下蓄水池的水抽到高處的上蓄水池內(nèi)，白天則通過閘門放水發(fā)電，以補充電能不足，如圖所示．若上蓄水池長150m，寬30m，從深夜11時至清晨4時抽水，使上蓄水池的水面增加20米．而下蓄水池的水面下降5m，開始抽水時，上、下蓄水池的水面高度差為400m．已知：抽水機的效率為80%，發(fā)電機的效率為60%，g為10N/kg．則白天通過閘門放水發(fā)電將夜晚抽水蓄的能轉(zhuǎn)化成電能，給電網(wǎng)補充的電能為______J，抽水機的平均功率為______kW．

Answer 1

（1）抽水機在工作時間內(nèi)，抽水水重：
G=mg=ρvg=1×10³kg/m³×150m×30m×20m×10N/kg=9×10⁸N，
對水做功：
W=Gh=9×10⁸N×400m=3.6×10¹¹J，
抽水機工作時間：
t=5h=5×3600s=18000s，
抽水機的功率：
P=

W

t

=

3.6×1011J

18000s

=2×10⁷W．
（2）∵發(fā)電機的效率為60%，
∴給電網(wǎng)補充的電能：
W_電=W×60%=3.6×10¹¹J×60%=2.16×10¹¹J，
故答案為：2.16×10¹¹；2×10⁴．