Question

能源問題是當(dāng)前熱門話題，傳統(tǒng)的能源——煤和石油，一方面儲量有限，有朝一日將要被開采完畢；另一方面，使用過程中也帶來污染.尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向.利用潮汐發(fā)電即是一例.

    關(guān)于潮汐，古人說：“潮者，據(jù)朝來也；汐者，言夕至也.”下圖是利用潮汐發(fā)電的示意圖.左方為陸地和海灣，中間為大壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機(jī).漲潮時，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道［圖10-6-1（甲）］，潮降至最低點時放水發(fā)電［圖10-6-1（乙）］；待內(nèi)外水面高度相同；再堵住通道，直到下次漲潮至最高點，又放水發(fā)電［圖10-6-1（丙）］.設(shè)海灣面積為5.0×10⁷ m²，高潮與低潮間高度差3.0 m，則一天內(nèi)水流的平均功率為 MW.

圖10-6-1

（注：實際上由于各種損失，發(fā)電功率僅為水流的平均功率的10%—25%.例如法國蘭斯河（the Rance River）潮汐發(fā)電站水勢能釋放平均功率240 MW，而發(fā)電功率僅為62 MW.）

Answer 1

解析：潮汐發(fā)電其實就是將海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能.

每次漲潮時，流進(jìn)海灣（落潮時流出海灣）的海水的重力為

Mg=ρVg=1.0×10³×5.0×10⁷×3×10 N=1.5×10¹² N

其重心的高度變化為h=1.5 m

一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出，故水流功率為

≈1.0×10⁸ W

即P≈100 MW.

答案：100