Question

2．风能是我国未来开发、利用的重要能源之一．
（1）我省规模最大的衢山岛风力发电场，年平均发电量可达 6×10⁷kW•h，相当于完全燃烧7.2×10⁶kg的标准煤所释放的能量（标准煤的热值为3.0×10⁷J/kg）；
（2）在建造过程中，吊车要将一台3.0×10⁴kg的风机吊上塔筒，如图放大部分所示的装置．钢绳受到的拉力为2.0×10⁵N，则该装置的机械效率为75%．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据题意可知标准煤完全燃烧释放的热量，根据Q=mq求出标准煤的质量；
（2）根据G=mg求出风机的重力，由图可知装置中绳子的有效股数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出该装置的机械效率．

解答 解：（1）由题意可知，标准煤完全燃烧释放的热量：
Q_放=6×10⁷kW•h=6×10⁷×3.6×10⁶J=2.16×10¹⁴J，
由Q=mq可得，相当于完全燃烧标准煤的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.16×1{0}^{14}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=7.2×10⁶kg；
（2）风机的重力：
G=m′g=3.0×10⁴kg×10N/kg=3.0×10⁵N，
由图可知，n=2，则该装置的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{3.0×1{0}^{5}J}{2×2.0×1{0}^{5}J}$×100%=75%．
故答案为：（1）7.2×10⁶；（2）75%．

点评 本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式和机械效率公式、重力公式的应用，利用好η=$\frac{G}{nF}$×100%较关键，要注意1kW•h=3.6×10⁶J．