Хватит ли энергии вырабатываемой гидроэлектростанцией на то, чтобы выпарить всю проходящую через ее турбину воду? Если нет, то какую часть воды можно выпарить? Высота плотины гидроэлектростанции 80 метров, температура воды в реке 20 градусов
Обозначим массу воды, проходящей через турбину в единицу времени (за 1 секунду) буквой m.
Тогда потенциальная энергия этой массы воды составляет W=mgh, (1)
где g, h - соответственно ускорение земного тяготения и высота плотины.
Чтобы испарить воду её придется нагреть до кипения и дать ей еще тепловую энергию на переход из жидкости в пар. Всего потребуется тепловой энергии:
Q=Cm(T_2-T_1)+m\lambda (2)
Если (1) больше или равно (2), то всю воду испарить удастся. Попробуем приравнять (1) и (2)
mgh=Cm(T_2-T_1)+m\lambda (3)
Сократим на m: gh=Cm(T_2-T_1)+\lambda (4)
Гуглим удельную теплоемкость воды и удельную теплоту парообразования воды:
C=4200 Дж/кг*К \lambda=2300000 Дж/кг
Подставим значения в (4) и проверим, выполняется ли равенство:
9,81*80\neq 4200*(373-293)+2300000 (5)
Равенство не выполняется! Всю воду выпарить не возможно.
Можно выпарить лишь её часть n:
n=\frac{W}{Q}=\frac{mgh}{Cm(T_2-T_1)_m\lambda}=\frac{gh}{C(T_2-T_1)+\lambda} (6)
n=\frac{9,81*80}{4200*(373-293)+2300000}\approx 0,0003
Испарить удастся не более, чем 0,03% и то, если КПД всей установки "ГЭС Нагреватель" будет 100%.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.