Question

遵义市余庆县境内的构皮滩电站是乌江干流上最大的水电站，电站大坝高为232.5m，坝内水深最大可达150m，装机容量达300万千瓦，多年年平均发电量为96.67亿千瓦时（9.667×10⁹kW?h），修建水电站，用水力发电代替火力发电，可以节约大量的煤炭资源．
（1）该水电站坝内水产生的压强为多少？（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）
（2）该水电站在丰水期可实现满装机容量连接发电，若丰水期为一个月（按30天计），则丰水期可发电多少kW?h？
（3）若火力发电站的发电效率为36%（发电能量与所消耗燃料完全燃烧放出的热量之比），煤炭的热值取3.3×10⁷J/kg，以构皮滩电站的多年年均发电量计，若改用火力发电，每年需消耗多少煤炭？（结果保留两位有效数字，1kW?h=3.6×10⁶J）

Answer 1

（1）水产生的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×150m=1.5×10⁶Pa；
（2）丰水期的发电量W=Pt=3×10⁶kW?h×24h×30=2.16×10⁹kW?h；
（3）煤完全燃烧释放的热量Q=

W

η

=

9.667×109×3.6×106J

36%

=9.667×10¹⁶J，
∵Q=mq，
∴煤的质量m=

Q

q

=

9.667×1016J

3.3×107J/kg

=2.9×10⁹kg=2.9×10⁶t；
答：（1）该水电站坝内水产生的压强为1.5×10⁶Pa．
（2）丰水期可发电2.16×10⁹kW?h．
（3）若用火力发电，每年需消耗2.9×10⁶t煤炭．