Question

14．水力發(fā)電是當(dāng)今能源利用中一種重要的發(fā)電方式，利用水電站可將水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能，某一水電站每秒鐘水流量為1000m³，水的落差為36m，假設(shè)水落下時重力對水做的功有55%轉(zhuǎn)化為電能，則：（g=10N/kg，c=4.2×10³J/（Kg•℃），）
（1）每秒鐘流出的水受到的重力為多少？
（2）這些水下落的過程中重力做功為多少？
（3）這些電能可以供給“220V 5A”的用電器工作多少小時？
（4）如果電能全部被水吸收，可使5t水升高多少攝氏度？

Answer 1

分析 （1）知道每秒鐘水流量（體積），利用m=ρV求每秒鐘水流的質(zhì)量；然后根據(jù)G=mg可求每秒鐘流出的水受到的重力；
（2）利用W=Gh=mgh求水落下時，每秒鐘水的重力做功；
（3）假設(shè)水落下時重力對水做的功有55%轉(zhuǎn)化為電能，可求得電能，利用P=UI可求得其功率，P=$\frac{W}{t}$求用電器工作多少小時；
（4）根據(jù)Q=cm△t可求得使5t水升高多少攝氏度．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得每秒鐘水流的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×1000m³=1×10⁶kg；
每秒鐘流出的水受到的重力G=mg=1×10⁶kg×10N/kg=1×10⁷N，
（2）水落下時，每秒鐘水的重力做功為：
W=Gh=mgh=1×10⁷N×36m=3.6×10⁸J；
（3）W′=55%W=55%×3.6×10⁸J=1.98×10⁸J；
P=UI=220V×5A=1100W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，t=$\frac{W′}{P}$=$\frac{1.98×1{0}^{8}J}{1100W}$=1.8×10⁵s=50h；
（4）水的質(zhì)量m′=5t=5×10³kg，
由Q=W′=cm△t可得，△t=$\frac{1.98×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×5×1{0}^{3}kg}$≈9℃．
答：（1）每秒鐘流出的水受到的重力為1×10⁷N，
（2）這些水下落的過程中重力做功為3.6×10⁸J；
（3）這些電能可以供給“220V5A”的用電器工作50小時；
（4）如果電能全部被水吸收，可使5t水升高9℃．

點評 本題考查了密度公式、重力公式、功的計算公式等知識點的掌握和應(yīng)用，步驟繁瑣，有一定的難度．