高中學測
112年
自然
第 38 題
📖 題組：
煤主要作為燃料，在2020年提供了全球超過1/3的電力，但煤的使用會破壞環境，是造成氣候變化最大的人為二氧化碳（$CO_2$）來源。為了實現巴黎協定將全球暖化控制在$2^\circ C$以下的目標，從2020年到2030年，煤的使用量需要減半。利用水力以取代燃煤來發電，是很多國家降低 $CO_2$ 排放量所採取的對策之一。 假設你被要求提出一個水力發電廠的規畫案，目標是要使它一年可達成的 $CO_2$ 減排量 $M$ 為 $10^9\ kg$。已知水庫供水與下游水道排水都無問題，每部發電機提供電能的功率設定為 $P_1 = 10^9\ W$，水庫水面與發電機進水口的水位落差為 $h = 100\ m$；當水庫的水在到達發電機進水口時，每單位質量所具有的動能為 $u_w$。表5列出的甲～己（括弧內為其符號）為規劃時需要考慮的一些參數。
煤主要作為燃料，在2020年提供了全球超過1/3的電力，但煤的使用會破壞環境，是造成氣候變化最大的人為二氧化碳（$CO_2$）來源。為了實現巴黎協定將全球暖化控制在$2^\circ C$以下的目標，從2020年到2030年，煤的使用量需要減半。利用水力以取代燃煤來發電，是很多國家降低 $CO_2$ 排放量所採取的對策之一。 假設你被要求提出一個水力發電廠的規畫案，目標是要使它一年可達成的 $CO_2$ 減排量 $M$ 為 $10^9\ kg$。已知水庫供水與下游水道排水都無問題，每部發電機提供電能的功率設定為 $P_1 = 10^9\ W$，水庫水面與發電機進水口的水位落差為 $h = 100\ m$；當水庫的水在到達發電機進水口時，每單位質量所具有的動能為 $u_w$。表5列出的甲～己（括弧內為其符號）為規劃時需要考慮的一些參數。
38. 為了確保每部發電機都能提供預定的發電功率 $P_1$，需要確定表 5 中哪些參數的數值？
- A 甲丁
- B 丙丁
- C 乙戊
- D 丙戊
- E 丁戊
思路引導 VIP
要確定每部發電機的輸出功率 $P_1$（單位時間產出的電能），請從能量轉換的物理觀點思考：輸出功率應等於「單位時間輸入的水能」乘以「轉換效率」。在已知水位落差 $h$ 與單位質量動能 $u_w$ 的前提下，請對照表 5：哪一個參數對應到「單位時間流進發電機的水質量」($\mu$)，而哪一個參數對應到「將輸入能量轉化為電力的百分比」($\varepsilon$)？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，冷靜點！看來你把「功率」跟「總能量」搞混囉，這可是物理考卷上的經典陷阱，專門抓那些看到時間就想乘進去的同學！ 【迷思破解：為什麼 (D) 錯了？】 你選了戊（時間 $T$），但題目問的是發電功率 $P_1$。功率的定義是單位時間內產生的能量：
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