奥运场馆“鸟巢”的主体钢结构质量为4.2×105 kg,靠自身的24根钢柱支撑.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg.
(1)若每根钢柱的横截面积为1.5 m2,则平均每根柱子承受的压强有多大?
若功率为1 000 kW的太阳能供电系统为“水立方”连续工作5 h,可得到多少焦耳的电能?如果这些电能有42%转化为水的内能,可使游泳池里200 t的水温度升高多少℃?
(1)钢柱与地面的总接触面积
S总=1.5 m2×24=36 m2
每根柱子承受的压强
p=F/S总=G/S总=4.2×105 kg×10 N/kg/36 m2=1.17×105 Pa
(2)电能W=Pt=1000 kW×5 h=1.8×1010 J
这些电能转化为水的内能,则有Wη=Q吸,即1.8×1010 J×42%=4.2×103 J/(kg·℃)×200×103 kg×Δt,解得Δt=9 ℃