Question

能源問(wèn)題是當(dāng)前的熱門話題，傳統(tǒng)的能源——煤和石油，一方面儲(chǔ)量有限，有朝一日將要被開(kāi)采完畢；另一方面，使用過(guò)程中也帶來(lái)污染．尋找新的、無(wú)污染的能源是我們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即是一例．

關(guān)于潮汐，古人說(shuō)：“潮者，據(jù)朝來(lái)也；汐者，言夕至也．”如圖所示是利用潮汐發(fā)電的示意圖，左方為陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)．漲潮時(shí)，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道，如圖(a)．潮落至最低時(shí)放水發(fā)電，如圖(b)．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(diǎn)，又放水發(fā)電，如圖(c)．設(shè)海灣面積為S＝5.0×10⁸ m²，高潮與低潮間高度差為h＝3.0 m，求一天內(nèi)水流的平均功率．(g取10 m/s²)

注：實(shí)際上，由于各種損失，發(fā)電功率僅為流水功率的10％－25％．例如法國(guó)蘭斯河潮汐發(fā)電站水勢(shì)能釋放平均功率為240 MW，而發(fā)電功率僅62 MW．

Answer 1

答案：
解析：

潮汐發(fā)電其實(shí)質(zhì)就是將海水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，每次漲潮時(shí)流進(jìn)海灣(落潮流出海灣)的海水的質(zhì)量為m＝ρV＝ρSh＝1.0×103×5.0×108×3 kg＝1.5×1012 kg 　　其重心的高度變化為＝h/2＝1.5 m 　　一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出，故水流功率為 　　P＝W≈1.0×109 W 　　即P≈1000MW