某地区的平均风速是6m/s,已知空气的密度是1.2kg/m3.此地有一风车,它的车叶转动时可以形成面积约为1200m2的圆面,求:(1)平均1s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面?(2)已知1kg空气以这样的速度运动时具有的动能为18J,假如这个风车能将流过此圆面内气流动能E动的10%转变为电能.则该风车平均每秒钟发出的电能E电是多少?

问题描述:

某地区的平均风速是6m/s,已知空气的密度是1.2kg/m3.此地有一风车,它的车叶转动时可以形成面积约为1200m2的圆面,求:
(1)平均1s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面?
(2)已知1kg空气以这样的速度运动时具有的动能为18J,假如这个风车能将流过此圆面内气流动能E的10%转变为电能.则该风车平均每秒钟发出的电能E是多少?

已知:v=6m/s,ρ=1.2kg/m3,S=1200m2,t=1s
求:m,E
(1)V=SL=Svt=1200m2×6m/s×1s=7200m3
m=ρV=1.2kg/m3×7200m3=8640kg;
(2)E=8640kg×18J/kg=155520J
E=ηE=10%×155520J=15552J;
答:平均1s时间内有8640kg流冲击风车车叶形成的圆面,该风车平均每秒钟发出的电能E是15552J.
答案解析:(1)求出1s内冲击风车的气流的体积V=SL=Svt,再利用m=ρV求出质量;
(2)已知1kg空气产生的动能,即可求出总的动能,再利用E=E×η即可求出电能.
考试点:密度公式的应用;能量利用效率.
知识点:熟练掌握密度的计算公式,并能够利用效率计算能量间的转换.