Решение: Высота плотины ГЭС
Статья к заданиюГидроэлектростанция
Гидроэнергетика считается экологически чистым способом получения электроэнергии. Это универсальная, гибкая отрасль, которая в самом малом размере может питать один дом, а в самом большом
–
снабжать промышленность и население возобновляемой электроэнергией. Гидроэлектростанции (ГЭС) строят на реках, сооружая высокую плотину и создавая большие водохранилища.
Чтобы производить гидроэлектричество, необходимо наличие трёх компонентов: движущейся воды, турбины и генератора. ГЭС
–
это заводы, которые преобразуют энергию падающей воды в электричество. Плотина строится через реку, чтобы поднять уровень воды, с которого может осуществляться её падение, необходимое для развития движущей силы. Проточная вода поворачивает колесо турбины, которое соединено с генератором. Генератор имеет ротор, который вращает турбина. При повороте ротора генератора производится электричество.
Причина, по которой выработка электроэнергии ГЭС составляет лишь около 20% мирового производства электричества, заключается в необратимом влиянии на экосистему по всему руслу реки и ирригацию прилегающих территорий. Размеры всего гидроузла, включая водохранилище, достигают сотен тысяч гектаров.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя материал, объясните, почему для мощных ГЭС важна высота плотины. ГЭС на реке Янцзы имеет бетонную плотину длиной 2309 м и высотой 185 м.
Решение по шагам
3 шагаВода, находящаяся на высоте, обладает потенциальной энергией.
$$E_p = mgh$$При увеличении высоты плотины возрастает высота падения воды $h$, а значит, увеличивается её потенциальная энергия.
Падающая вода передаёт эту энергию турбине и вращает её. Чем больше энергия воды, тем большую мощность может развить турбина и тем больше электроэнергии выработает генератор.
Высокая плотина увеличивает высоту падения воды и её потенциальную энергию, поэтому вода сильнее вращает турбину, а ГЭС может вырабатывать больше электроэнергии.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Связывают мощность ГЭС только с длиной плотины.
Не объясняют, как высота плотины влияет на работу турбины.
Путают потенциальную энергию воды с её температурой или массой.