九年级物理下学期qx专题特训10 能量转化的效率

第十八章能源与可持续发展专题特训10能量转化的效率1温馨提示：点击进入讲评231.风力发电是一种将风的动能转化为电能的发电方式。风力发电机的外观如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。(1)风能属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源。风轮机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大、密度________(填“大”或“小”)的复合材料制成。可再生小(3)该风力发电机1min输出的电能相当于多少kg的煤完全燃烧放出的热量？(煤的热值取3.0×107J/kg)返回2．[2025西安一模]盐穴压缩空气储能是一种大规模储能发电技术的应用，其流程简化图如图所示。当用电低谷时，利用电能将空气抽取压缩到地下盐穴中，用电高峰时再释放压缩空气推动发电机发电。压缩空气储能电站分为“补燃式”和“非补燃式”两种。“非补燃式”是指储能电站利用回热技术将压缩空气时产生的热储存起来，在高峰发电时补给发电机发电；“补燃式”没有利用压缩空气时产生的内能，而是在高峰发电时需要燃烧燃料，辅助发电。(1)用电低谷时，利用电网多余的电能压缩空气会“产生热”，这是通过________的方式增加气体的内能。做功(2)储存压缩空气的盐穴内，气体压强恒为9×106

Pa，则气体在2m2的表面上的压力是多少？【解】气体在2m2的表面上的压力为F＝pS＝9×106

Pa×2m2＝1.8×107N。(3)在用电低谷期，电网向储能电站输入的电能叫“充电能量”；用电高峰期，储能电站向电网输出的电能叫“调峰电量”。某一个储能周期内，某“非补燃式”压缩空气储能电站的充电能量为3×105kW·h，调峰电量为1.8×105kW·h。则：①该“非补燃式”压缩空气储能电站的整体能量转换效率η是多少？②若某“补燃式”压缩空气储能电站同样需要完成充电能量为3×105kW·h，调峰电量为1.8×105kW·h的任务，需燃烧质量为20t的标准煤辅助发电，标准煤的热值取3×107J/kg，煤的辅助发电效率η1为36%。则整个过程，该“补燃式”压缩空气储能电站通过盐穴的能量转换效率η2为多大？返回3．能源问题是当前的热门问题，传统的能源——煤和石油储量有限，使用过程中也带来污染。寻找新的、无污染能源是人们努力的方向，利用潮汐发电就是一例。关于潮汐，古人说：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也。”我国大部分海区潮汐特点是海水在一日内有两涨两落，并且两次潮水高位及潮水低位分别大致接近。如图表示的是利用潮汐单向发电的示意图，左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，涨潮时，水进入海湾(如图甲)。待内外水面高度相同，堵住通道(如图乙)。潮落至最低点时开始放水带动发电机发电(如图丙)。设海湾底面积为S1＝2.7×106m2，利用漂浮在水面的椭圆形水位监测仪(体积为1m3)可以实时监测水位高度，涨退潮时最高液面与最低液面间高度差为h＝4m(甲、丙两图所示)，海水密度近似为1×103kg/m3，g取10N/kg。

属于600(2)水坝中间有一细长的进出水孔(忽略水孔高度)，水孔紧贴通道下表面，此处的最大水压p压是多少？【解】水孔处最大水压p压＝ρ海gh＝1×103kg/m3×10N/kg×4m＝4×104Pa。(3)水孔面积为S2＝5m2，进出水流最大速度为15m/s，水孔进出水时，水流做功的最大功率P功是多少？【解】水孔处的最大压力F压＝p压S2＝4×104Pa×5m2＝2×105N；水流做功的最大功率P功＝F压v＝2×105N×15m/s＝3×106W。(4)若发电机组每天发电的平均输出功率为1×106W，则利用潮汐发电的发电效率是多少？【解】把退潮后储存的潮水看成一个整体，它的重心位于与最低液面高度差2m处即h重＝2m；储存潮水的重力G