Question

（1）奧運場館“鳥巢”的主體鋼結構質量為4.2×10⁵kg，靠自身的24根鋼柱支撐．若每根鋼柱的橫截面積為1.5m²，則平均每根柱子承受的壓強有多大？
（2）若功率為1000kW的太陽能供電系統為“水立方”連續工作5h，可得到多少J的電能？如果這些電能有42%轉化為水的內能，可使游泳池里200t的水，溫度升高多少℃？（C_水=4.2×10³J/kg?℃）

Answer 1

分析：（1）根據鳥巢”的主體鋼結構質量求出其重力，此時重力即為壓力，然后利用壓強公式即可求出平均每根柱子承受的壓強．
（2）根據功率為1000kW的太陽能供電系統為“水立方”連續工作5h，利用W=Pt可求出得到多少J的電能，再根據此電能有42%轉化為水的內能，利用Q_吸=cm△t公式變形，即可求出游泳池里200t的水升高的溫度．

解答：解：（1）F=

G

24

=

mg

24

=

4.2×105kg×10N/kg

24

=1.75×10⁵N．
P=

F

s

=

1.75×105N

1.5m2

≈1.17×10⁵Pa．
（2）電能W=Pt=10⁶W×5×3600s=1.8×10¹⁰J，
由Q_吸=cm△t得△t=

ηW

cm

=

42%×1.8×1010J

4.2×103J/kg?℃×2×105kg

=9℃．
答：（1）平均每根柱子承受的壓強為1.17×10⁵Pa．
（2）可使游泳池里200t的水，溫度升高9℃．

點評：此題主要考查重力的計算，壓強的大小及其計算，密度公式的應用等知識點，難易程度適中，是一道很典型的題目，學生應掌握．