水的动能和势能的转化问题

核心提示设一个圆锥形贮水池,深15m,口径20m, 盛满水,现用水泵将水吸尽,问要作多少功解:画一圆锥的纵轴截面图;取锥口圆心作原点,圆锥轴线为y轴,方向朝下;x轴水平向右;在距杯口y处取一厚度为dy的水层,设该水层的半径为x米,则由相似三角形可得

设一个圆锥形贮水池,深15m,口径20m, 盛满水,现用水泵将水吸尽,问要作多少功

解:画一圆锥的纵轴截面图;取锥口圆心作原点,圆锥轴线为y轴,方向朝下;x轴水平向右;

在距杯口y处取一厚度为dy的水层,设该水层的半径为x米,则由相似三角形可得x/(15-y)=10/15

化简得x=10-(2/3)y,那么这一薄水层的微体积dv=πx?dy,其重量为dG=ρgπx?dy,ρ是水的密度

ρ=1000千克/m?,g=9.8m/s?,把这一薄水层提升至杯口需要的微功

dA=ρgπx?ydy=9800π[10-(2/3)y]?ydy=9800π[100y-(40/3)y?+(4/9)y?]dy

故将全部水提出所需的全功为A=[0,15]9800π∫[100y-(40/3)y?+(4/9)y?]dy

=9800π[50y?-(40/9)y?+(1/9)y?]︱[0,15]=9800π(11250-15000+5625]=9800π×1875

=18375000π(焦耳)=18375π(千焦耳).

1、水的势能先转化成水的动能;

2、然后水的动能转化为发电机涡轮运转的动能;

3、最后发电机涡轮运转的动能转化为电能。

水力发电,研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能,需要兴建不同类型的水电站,主要分堤坝式水电厂和引水式水电厂两类。

 
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