问题详情：
（2007年全国初中应用物理知识竞赛）空气的流动形成风，风具有能量，称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点。图2A是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动机头发电机发电，为人们提供电能。设该地区空气密度为1.3kg/m3,一台风车的轮叶转动时可以形成面积为600m2的圆面。
（1） 、若风速为10m/s，则ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少kg？已知1kg空气以这样的速度运动时具有的动能是50J，10台这样的风车工作ls所产生的电能可供1盏“220V 60W”灯*正常工作2h，求这种风车发电的效率。
（2）、若此地年平均风速为15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按4000h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少kg煤？（煤的热值为3×107J/kg）
（3）、请你结合风力发电的实际情况及图4中的有关信息说明自前风力发电开发的困难和前景。
【回答】
解析：（1）．每秒钟通过的空气流的长度为：L=vt=10m/s×1s=10m。
每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积V=SL=600m2×10m=6×103m3。
每秒钟通过风车轮叶空气流的质量为：m=rV=1.3kg/m3×6×103m3=7.8×103kg。
1台风车工作1s获得的空气的动能为：E0=7.8×103kg×50J/kg=3.9×105J。
10台风车工作1s获得的空气的动能为：E=10 E0=10×3.9×105J=3.9×106J。
10台风车工作1s产生的电能为：E电=Pt=60W×2×3600s=4.32×105J
风车发电的效率为：η= E电/E×100%=4.32×105J/3.9×106J×100%=11%。
（2）．100台风车1s获得的风能为 E0‘=100×12×104J=12×107J
100台风车一年获的风能为 E总=4000×3600×1.2×107J=1.728×1014J
如果这些能量是由完全燃烧煤来获得，则煤的质量应为：
m=E总/q=1.728×1014J/3×107J/kg=5.76×106kg
（3）．风力发电的实际困难为：风力不稳定，前期投资大，导致风力发电成本较高等。
前景：随着技术不断的成熟，成本下降较快，有望低于火力发电成本；风力发电对环境几乎没有污染等。
【点评】此题以风车发电为切入点，考查密度、动能、能量、效率、热值及其相关知识点。
知识点：热机单元测试
题型：计算题
