Question

(11分)一組數據顯示：世界煤炭的儲量還能燒200多年，我國煤炭的儲量還能燒70多年；世界天然氣的儲量還能用50多年，我國天然氣的儲量還能用20年；世界石油的儲量還能用40多年，我國現有的石油儲量用不到20年．因此，新型清潔能源的開發(fā)利用成為人類的重點課題．風能作為一種清潔能源，對環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來大規(guī)模應用的能源之一．假設某地區(qū)的平均風速是6.0 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m³，此地有一風車，它的車葉轉動時可以形成半徑為20 m的圓面，假如這個風車能將此圓面內10%的氣流的動能轉變?yōu)殡娔埽畣枺?br />(1)在圓面內，每秒沖擊風車車葉的氣流的動能是多少？
(2)這個風車平均每秒內發(fā)出的電能是多少？

Answer 1

(1)1.63×10⁵ J　(2)1.63×10⁴ J

(1)在1秒內，能和車葉發(fā)生作用的氣流體積V＝vS＝vπr²，則這股氣流的動能E_k＝mv²＝ρ·vπr²·v²＝ρπr²v³.
將ρ、r、v值代入上式得E_k＝1.63×10⁵ J.
(2)每秒得到電能為
E＝ηE_k＝1.63×10⁴ J.