Question

3．風(fēng)電是資源潛力巨大的新型能源，河南省風(fēng)能資源豐富，是我國中部地區(qū)風(fēng)電開發(fā)潛力較大的省份之一
（1）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)力發(fā)電機組獲得的能量：

風(fēng)速/（m•s-1）	5	10	15	20
1s內(nèi)獲得的能量/104J	1	8	27	64

①分析表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)該風(fēng)力發(fā)電機組1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比（用文字表述）；
②當(dāng)風(fēng)速為15m/s時，該風(fēng)力發(fā)電量達到70億千瓦時（7×10⁹kW•h），與火力發(fā)電站相比，相當(dāng)于每年節(jié)約多少噸煤？（煤完全燃燒，內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為電能；煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）；
（2）當(dāng)風(fēng)速為15m/s時，該風(fēng)力發(fā)電機的電功率為27kW，則該風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率是多少？
（3）請從環(huán)保角度說說使用風(fēng)能的優(yōu)點，至少答出一點．

Answer 1

分析 （1）該題第一問稍靈活一點，考查了學(xué)生對數(shù)據(jù)的規(guī)律總結(jié)分析能力，可先看看數(shù)據(jù)間是否存在正比關(guān)系；第二問利用燃料熱值的相關(guān)公式計算即可．
（2）由表中數(shù)據(jù)找出風(fēng)速為15m/s時發(fā)電機的輸出電功率，然后由W=Pt求出1s產(chǎn)生的電能；已知1s獲得的風(fēng)能，由表中數(shù)據(jù)找出風(fēng)速為15m/s時發(fā)電機的輸出電功率，然后由W=Pt求出1s產(chǎn)生的電能，最后求出風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率．
（3）能源問題是當(dāng)今社會熱點問題，風(fēng)能、太陽能都是新型的能源，具有無污染環(huán)保、可再生的特點．

解答 解：
（1）①由表格數(shù)據(jù)知，風(fēng)速增大為原來的2倍，風(fēng)能增大為原來的2³倍，風(fēng)速增大為原來的3倍，風(fēng)能增大為原來的3³倍…，所以風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；
②W=7×10⁹kW•h=7×10⁹×3.6×10⁶=2.52×10¹⁶J；
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{16}J}{30%}$=8.4×10¹⁶J；
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{16}J}{3.0×1{0}^{7}J}$=2.8×10⁹kg=2.8×10⁶t；
（2）當(dāng)v=15m/s時，1s內(nèi)獲得的能量為27×10⁴J，
1s產(chǎn)生的電能W_電=P_出×t=27kW×1s=27×10³W×1s=27×10³J，
風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{出}}$×100%=$\frac{27×1{0}^{3}J}{27×1{0}^{4}J}$×100%=10%；
（3）風(fēng)能為潔凈的能量來源，是可再生能源環(huán)保．
故答案為：
（1）①風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；②與火力發(fā)電站相比，相當(dāng)于每年節(jié)約；2.8×10⁶噸煤；
（2）10%；
（3）風(fēng)能為潔凈的能量來源，是可再生能源環(huán)保．

點評 能源問題是考試的熱點問題，對數(shù)據(jù)分析找出規(guī)律的能力可以通過多練習(xí)得以加強；該題后兩問只要掌握熱值的基本計算方法和新能源的相關(guān)知識即可順利解答．