Question

【題目】海水溫差發電是利用海水表層和深層之間的溫度差來發電的，據估算，我國南海地區的海水溫差發電潛力（輸出功率）可達14億千瓦。下表是某型號發電機的部分技術參數。回答下列問題：

額定發電功率	40 kW
額定發電電壓	400 V
線圈電阻	0.1 Ω
凈重	100 kg
底部面積	0.05 m2

(1)發電機正常工作時，輸出電流是多少？線圈電阻消耗的功率是多少？

(2)如果發電機的線圈用超導材料制作，則該發電系統的效率將提高多少？

(3)若把南海溫差發電潛力全部開發出來，每天發電量為多少？若利用燃煤發電，發電機的效率為50%，則發出這么多電能需要燃煤多少千克？（煤完全燃燒，煤的熱值為3×107 J/kg）

(4)請寫出開發和推廣海水溫差發電的優點（寫出一條即可）。

Answer 1

【答案】(1)1 000 W；(2)2.5%；(3)8.064×109 kg；(4)見解析

【解析】

(1)發電機正常工作時的輸出電流

I＝＝100A

線圈消耗的功率

P熱＝I2R＝(100 A)2×0.1Ω＝1000W

(2)如果發電機的線圈用超導體制作，則電能全部轉化為機械能，發電系統增加的功率

ΔP＝P熱＝1000W

發電系統提高的效率

η＝＝2.5%

(3)每天的發電量

W＝Pt＝1.4×109kW×24h＝3.36×1010kW·h

煤完全燃燒放出的熱量

Q＝＝2.4192×1017J

需要燃燒煤的質量

m＝＝8.064×109 kg

(4)海水溫差發電潛力巨大，可以重復利用，減少了煤、石油等能源的使用；可以減少二氧化碳等有害物質的排放。

答：(1)發電機正常工作時，輸出電流是100A，線圈電阻消耗的功率是1000W；

(2)如果發電機的線圈用超導材料制作，則該發電系統的效率將提高2.5%；

(3)若把南海溫差發電潛力全部開發出來，每天發電量為3.36×1010kW·h，若利用燃煤發電，發電機的效率為50%，則發出這么多電能需要燃煤8.064×109 kg；

(4)見解析。