题目越长,其实思路就越清晰

2010年11月5日,在新疆召开的“引渤入疆”研讨会,引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案使:从天津取水,由黄旗海-库布齐沙漠-毛乌素沙漠-腾格里沙漠-乌兰布和沙漠-巴丹吉林沙漠,走河西走廊,经疏勒河自行流入罗布泊。此路径中最高海拔约为h1=1200m,从罗布泊到下游的艾丁湖,又有近h2=1000m的落差,此方案是否可能,涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案,取g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×10³kg/m³。

(1)   若通过管道提升海水,电能效率n=60%,将1t海水提升到海拔1200m处,需要电能E1至少为多少?

(2)   若每年调4×10^9m³海水入疆,即使把罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水,也还需要额外提供电能。

  1. a)    若利用水的落差发电,发电效率也为n=60%,将1t海水输送到艾丁湖,额外需要电能△E为多少?

  2. b)    已知三峡水电站年平均流量Q=5.0×10^11m³,水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100m,发电站的发电效率n=60%。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送,求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。

(1)水的质量m=1t=1000kg,

对海水做功W=mgh=1.2×10^7J,

那么E1=W/60%=2×10^7J;

(2)

①提升1200m所需电能E1=2×10^7J

而落差1000m所产生的有效电能E2=mgh2·60%=6×10^6J,

那么还需要额外提供△E=E1-E2=1.4×10^7J,

②三峡发电站年发电量E=Qρgh3·60%=3×10^17J,

所需电量E3=△E·4×10^9=5.6×10^16J ,(注意这里需要将1t水所需额外电能变成4×10^9m³水所需的额外电能),

则E3/E=18.7%;

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