20
2019
04

风能是“可再生资源”.我国风力资源丰富,利用风力发电是一种经济而又清洁的能源.我国甘肃省某地,四季的平均风速为10m/s,已知空气的密度为1.3kg/m3该地新建的小型风力发电

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问题描述:

风能是“可再生资源”.我国风力资源丰富,利用风力发电是一种经济而又清洁的能源.我国甘肃省某地,四季的平均风速为 10 m /s,已知空气的密度为 1.3 kg /m 3 该地新建的小型风力发电机的风车有三个长度均为 12 m 长的叶片,转动时可形成半径为 12 m 的一个圆面.

(1)若这个风车能将通过此圆面内的10%的气流的动能转化为电能,那么该风车带动发电机功率为多大?(保留两位有效数字)

(2)为了减少风车转动的磨损,根据最新设计,在转动轴与轴承的接触部分镀了一层纳米陶瓷,一般的陶瓷每立方厘米含有10 10 个晶粒,而这种纳米陶瓷每立方厘米含有10 19 个晶粒,若把每个晶粒看成球形,并假设这些晶粒是一个挨着一个紧密排列的,那么每个晶粒的直径大约为多少纳米?

最佳答案:


解析:
(1)每秒通过圆面的气流构成一个长为v,底面积为s=πr2的圆柱体,如图12所示,则这部分空气的质量m=ρπr2v,其动能为ek= 每秒转化的电能即为发电机的功率 代入数据解得p=2.9×104 w. 图12(2)假设这种纳米陶瓷的每个晶粒的直径为d,则 代入数据解得d=5×10-9 m=5 nm.答案:(1)2.9×104 w  (2)5 nm

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