Question

抽水蓄能电站是为合理用电，提高电力的经济效益而设计的．它的工作原理是深夜把过剩的电能通过水泵把下水库的水抽到高处的上水库内，白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足．若某抽水蓄能电站其上游水库可蓄水9.0×10⁶m³．发电厂房发电机组与上游水库中心位置平均高度差约600m，假设晚上上游水库全部蓄水，白天降水全部放完用于发电，每天可发电4.5×10⁶kWh，则此水电站的发电效率为    ．（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：水电站工作时是将机械能转化为电能，因此其效率的计算为转化出的电能与消耗的机械能的比值．
转化出的电能已告诉，消耗的机械能即为水库中水的重力势能，可以通过水下落重力做功计算出来．
解答：解：水的体积：V=9.0×10⁶m³，密度：ρ=10³kg/m³，g=10N/kg，h=600m，
由此可以求得水的重力：G=mg=ρVg=10³kg/m³×9.0×10⁶m³×10N/kg=9×10¹⁰N．
水下落600m重力做的功即消耗的机械能：W=Gh=9×10¹⁰N×600m=5.4×10¹³J．
转化出的电能：W_电=4.5×10⁶kWh=4.5×10⁶×3.6×10⁶J=1.62×10¹³J．
水电站的机械效率：η===30%．
故答案为：30%．
点评：要求能量的转化效率，首先要确定哪种能量是有效利用的能量；哪种能量是消耗的总能量．