“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运的三大主题．其中国家体育馆“鸟巢工程”采用太阳能这一绿色能源．令专业建筑专家惊叹的是，“鸟巢”的设计，不仅是能够获得自然

Question

“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运的三大主题．其中国家体育馆“鸟巢工程”采用太阳能这一绿色能源．令专业建筑专家惊叹的是，“鸟巢”的设计，不仅是能够获得自然通风，而且4.2×10⁵kg的钢结构靠自身的24根钢柱支撑．
（1）给“鸟巢”工程供电时，若功率为130kW的太阳能发电系统连续正常工作100min，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，则可以使10⁴kg水温度升高多少摄氏度？[水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若每根钢柱的横截面积为1.5m²，则平均每根柱子承受的压强为多大？（取g=10N/kg，结果保留三位有效数字）

Answer 1

（1）得到的电能W=Pt=130000W×100×60s=7.8×10⁸J，
因为Q=ηW=cm△t，
所以升高的温度△t=(ηW)/(cm)=(42%×7.8×108J)/(4.2×103J/(kg•℃)×104kg)=7.8℃．
答：可得到7.8×10⁸J的电能，可以使10⁴kg水温度升高7.8℃．
（2）24根钢柱所承受的压力等于钢结构的重力，F=G=mg=4.2×10⁵kg×10N/kg=4.2×10⁶N，
平均每根柱子承受的压强P=(F)/(S)=(4.2×106N)/(24×1.5m2)=1.17×10⁵Pa．
答：平均每根柱子承受的压强1.17×10⁵Pa．