科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解
南极冰架崩裂形成一座巨型冰山,随洋流漂近一个城市。有人设计了一个利用这座冰山来发电的方案,具体过程为:
先将环境中一定量的空气装入体积可变的容器,在保持压强不变的条件下通过与冰山接触容器内空气温度降至冰山温度;
使容器脱离冰山,保持其体积不变,让容器中的冰空气从环境中吸收热量,使其温度升至环境温度;
在保持容器体积不变的情况下让空气从容器中喷出,带动发电装置发电。如此重复,直至整座冰山融化。已知环境温度
,冰山的温度为冰的熔点
,可利用的冰山的质量
,为了估算可能获得的电能,设计者做出的假设和利用的数据如下:
1.空气可视为理想气体。
2.冰的熔解热
;冰融化成温度为
的水之后即不再利用。
3.压强为
、体积为
的空气内能
。
4.容器与环境之间的热传导良好,可以保证喷气过程中容器中空气温度不变。
5.喷气过程可分解为一连串小过程,每次喷出的气体的体积都是
,且
远小于容器的体积。在每个小过程中,喷管中的气体在内外压强差的作用下加速,从而获得一定动能
,从喷嘴喷出。不考虑喷出气体在加速过程中体积的改变,并认为在喷气过程中容器内的气体压强仍是均匀的,外压强的大气压。
6.假设可能获得的电能是
总和的![]()
7.当
时,
。
试根据设计者的假设,计算利用这座冰山可以获得的电能。
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