Question

Висота, з якої падає вода на одній із ГЕС, дорівнює 275 м. Щосекунди через турбіну проходить 155 м3 води. Визначте значення енергії, що витрачається втурбіні за 1 с? Чому дорівнює ККД турбіни, якщо її електрична потужність300 МВт?​

Answer 1

Ответ:

Я конечно не очень уверен, но.

1) Тут кинетическая энергия переходит в энергию электричества.

Масса воды проходящая через турбину равна

  m = рV

  m = 1000* 155 = 155000 кг

Вода падает с высоты 275 с ускорением g=10

Уравнение движения имеет вид

   S = at^2 / 2

Выражаем t

  t= корень из (2S / a)

  t= корень из (2*275 / 10) = 7.416 сек

Скорость падения в конце равна

  V = at

  V = 10 * 7.416 = 74.162 м/c

Все найдем кинетическую энергию

  E = mV^2 / 2

  E = 155000*74^2 / 2 = 426150000 Дж

2) Хотя можно было найти кинетическую энергию, через потенциальную. То есть вся потенциальная энергия переходит в кинетическую.  

 Eпот = Екен = mgh

 Eкен = 155000*10*275=426250000 Дж = 426,25 мДж

Так, это затраченная работа.

3) Мощность электрическая:

P = A / t

Выражаем A

A = Pt

A = 300 * 10^6 * 1 = 300 * 10^6 Дж (это энергия выробатываемая за одну секунду)

Это А полезное.

Через формулу кпд

n = Aпол / Азат * 100%

Подставим

n = (300 * 10^6) / 426250000 * 100% = 70.38%

Объяснение:

пвар

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі нам потрібно використовувати фізичні закони, що стосуються потенційної енергії та роботи.

1. Потенційна енергія (P.E.) води на висоті 275 м: $P.E. = m \cdot g \cdot h$ Де:

   • $m$ - маса води, в даному випадку маса 1 м³ води (1000 кг).
   • $g$ - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с² на поверхні Землі).
   • $h$ - висота (275 м).

   Підставивши значення, отримаємо: $P.E. = 1000 \, кг \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 275 \, м ≈ 2 695 000 \, Дж$

2. Обсяг води, що проходить через турбіну за 1 секунду (V): 155 м³/с.

3. Робота, яку виконує турбіна за 1 секунду (W): $W = P.E. = 2 695 000 \, Дж$

4. ККД (Коефіцієнт Корисної Дії) турбіни (η): $η = \frac{\text{Вихідна енергія (електрична)}}{\text{Вхідна енергія (потенційна)}}$

   Електрична потужність в даному випадку дорівнює 300 МВт, що у Джоулях становить $300 \cdot 10^6 \, Вт = 300 \cdot 10^6 \, Дж/с$.

   Підставивши значення, отримаємо: $η = \frac{300 \cdot 10^6 \, Дж/с}{2 695 000 \, Дж} \approx 111.28\% ≈ 1.1128$

   ККД більше 100% через те, що турбіна використовує інерційність води, тобто використовує частину її кінетичної енергії, яка не враховується в потенційній енергії.

Отже, енергія, що витрачається в турбіні за 1 секунду, дорівнює 2 695 000 Дж, а ККД турбіни становить близько 111.28%.