题目
风能密度与()成正比关系A. 风速B. 风速的三次方C. 空气密度D. 面积
风能密度与()成正比关系
A. 风速
B. 风速的三次方
C. 空气密度
D. 面积
题目解答
答案
B. 风速的三次方
解析
风能密度是指单位时间内通过单位面积的风所具有的能量,其计算公式为:
$E = \frac{1}{2} \rho v^3$
其中,$\rho$ 是空气密度,$v$ 是风速。
关键点在于公式中风速 $v$ 的三次方关系,因此风能密度与风速的三次方成正比。虽然空气密度 $\rho$ 也会影响结果,但题目要求选择与风能密度直接成正比的变量,故正确答案为风速的三次方。
公式推导
风能的功率公式为:
$P = \frac{1}{2} \rho A v^3$
其中,$A$ 是迎风面积。
风能密度是单位面积的功率,即:
$E = \frac{P}{A} = \frac{1}{2} \rho v^3$
由此可知,$E$ 与 $v^3$ 成正比。
选项分析
- A. 风速:公式中是 $v^3$,而非一次方,排除。
- B. 风速的三次方:符合公式中的 $v^3$,正确。
- C. 空气密度:虽然 $\rho$ 是影响因素,但题目问的是正比关系,$\rho$ 是常数系数,非比例因子,排除。
- D. 面积:面积已通过除法消去,与风能密度无关,排除。