Hình vẽ 1 là sơ đồ đập thủy điện của một nhà máy thủy điện. Để dự trữ năng lượng,

Câu hỏi số 835612:

Hình vẽ 1 là sơ đồ đập thủy điện của một nhà máy thủy điện. Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành hồ thủy điện. Nhà máy thủy điện có 4 tổ máy ứng với 4 ống dẫn nước vào 4 turbine máy phát điện. Độ cao của cửa vào A của ống dẫn nước so với cửa ra B (nơi đặt turbine máy phát điện) là h=30 m. Lưu lượng nước vào cửa A của mỗi ống dẫn là 50 m³/giây. Tốc độ của nước khi vào cửa A là $v_{0} = 10\sqrt{2}$m/s. Khối lượng riêng của nước là D=1000 kg/m³. Trọng lượng của vật khối lượng m (kg) là P=10m (N). Hiệu suất chuyển hóa cơ năng của lượng nước khi vào cửa A thành điện năng của máy phát điện là 60%. Chọn gốc thế năng trong trường tại B.

a) Trong 1 s có bao nhiêu kg nước chuyển vào cửa A của mỗi ống dẫn?

b) Tìm tốc độ của nước ở cửa ra B. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản khi nước chảy trong ống dẫn.

c) Tìm công suất phát điện của 1 tổ máy.

d) Trong 1 tháng, 20 ngày đầu cả 4 tổ máy đều hoạt động; 10 ngày còn lại 3 tổ máy hoạt động, 1 tổ máy dừng hoạt động để bảo trì. Tìm điện năng (đơn vị kWh) nhà máy thủy điện sản xuất trong tháng đó.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:835612

Phương pháp giải

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng và các công thức về năng lượng, công suất

Sử dụng công thức tính khối lượng dựa trên lưu lượng thể tích ($Q$) và khối lượng riêng ($D$) của nước: $m = D \cdot Q \cdot t$với $t = 1{\mkern 1mu} {\rm{s}}$)

Giải chi tiết

a. Khối lượng nước chuyển vào cửa A trong 1 s là: $m = D.Q.t = 1000.50.1 = 50000$ kg

b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

$\text{W}_{A} = \text{W}_{B}$

$\left. \Leftrightarrow\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2} + 10mh = \dfrac{1}{2}mv_{B}^{2} \right.$

$\left. \Leftrightarrow v_{B} = \sqrt{v_{v}^{2} + 2.10h} = \sqrt{\left( {10\sqrt{2}} \right)^{2} + 2.10.30} = 20\sqrt{2} \right.$ m/s

c. Năng lượng cơ học mỗi giây từ nước là:

$P = \dfrac{\text{W}_{B}}{t} = \dfrac{\dfrac{1}{2}.50000.\left( {20\sqrt{2}} \right)^{2}}{1} = 2.10^{7}$ W

Công suất phát điện của 1 tổ máy là: $P_{đ} = 0,6.P = 0,6.2.10^{7} = 1,2.10^{7}$ W

d. 20 ngày đầu, điện năng sản xuất: $E_{1} = 4.1,2.10^{4}.20.24 = 2,304.10^{7}$ kWh

10 ngày còn lại, điện năng sản xuất: $E_{2} = 3.1,2.10^{4}.10.24 = 0,864.10^{7}$ kWh

Tổng điện năng sản xuất trong tháng là:

$E = E_{1} + E_{2} = 2,304.10^{7} + 0,864.10^{7} = 3,168.10^{7}$ kWh

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link