Question

“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”是2008年北京奧運的三大主題。其中國家體育館“鳥巢工程”采用太陽能電力這一綠色能源。令專業建筑專家驚嘆的時，“鳥巢”的設計，不僅是能夠獲得自然通風，而且4.2×10⁵kg的鋼結構靠自身的24根鋼柱支撐。

（1）給“鳥巢”工程供電時，若功率為130kW的太陽能發電系統連續正常工作100min，可得到多少焦耳的電能？如果這些電能有42%轉化為水的內能，則可以使10⁴kg的水溫度升高多少攝氏度？（水的比熱容c=4.2×10³J/（kg?℃））

（2）若每根鋼柱的橫截面積為1.5m²，則平均每根柱子承受的壓強為多大？

Answer 1

（1）得到的電能W＝Pt=1.3×10⁵W×6×10³s=7.8×10⁸J

因為Q＝ηW、Q＝cmΔt

所以Δt＝==7.8⁰C

（2）因為F＝G＝mg=4.2×10⁵kg×10N/kg=4.2×10⁶N

所以有P＝F/s=4.2×10⁶N/24×1.5m²=1.17×10⁵Pa(或1.2×10⁵Pa)