風能的功率與風速（風能風力的來歷和等級）

2023-04-29 19:01:28

風能的功率與風速?每到春節期間,廟會上常有一種玩具風車，小孩只要拿著風車迎風一動,風車就像鴨子叫喚一樣咕咕作響，這就是風力的利用風力是人類最早使用的動力之一約在公元前2800年,埃及人就開始用風帆協助奴隸們划槳後來又利用風帆協助牲畜做磨谷和提水等重體力勞動但風是怎樣刮起來的呢?，我來為大家科普一下關於風能的功率與風速?以下內容希望對你有幫助!

風能的功率與風速

每到春節期間,廟會上常有一種玩具風車，小孩只要拿著風車迎風一動,風車就像鴨子叫喚一樣咕咕作響，這就是風力的利用。風力是人類最早使用的動力之一。約在公元前2800年,埃及人就開始用風帆協助奴隸們划槳。後來又利用風帆協助牲畜做磨谷和提水等重體力勞動。但風是怎樣刮起來的呢?

風力是空氣流動引起的，而空氣流動是由太陽能引起的,這個道理現在看來很簡單,但真正弄清其中的秘密卻經過了一段漫長的歷史,直到伽俐略(公元1564年~1642年)的一個學生做了一個有趣的實驗，才知道風與空氣壓力和太陽的關係。

以前，人們對空氣也有壓力並不十分清楚。17 世紀時,在義大利熱鬧的佛羅倫斯市,技師們製造了一臺抽水機,打算用它抽出深礦坑裡的水。可是,水在離井底大約 10 米高的地方就不再上升了。技師們就去請教大科學家伽俐略是怎麼回事。伽俐略認為,這是由於空氣壓力不夠大引起的，即當地面上單位面積上空氣壓力如果等於抽水機即筒裡單位面積上水柱的重量時,水就不再上升。伽俐略的這個看法當時沒有用實驗證實,因為他不久(1642 年)就去世了。後來,伽俐略的學生託裡拆利為了證實老師的觀點正確,設計了一個很簡單但非常說明問題的實驗。

託裡拆利用一根一米長的玻璃管,把一端堵塞住,裡面裝滿水銀，然後用大拇指按住管口倒立在一個水銀槽中，當手指放開後，管裡的水銀下降了，但降到760毫米高的地方後就不再下降。

為什麼不再下降了呢?因為這時管裡的壓力和管外的大氣壓力相等了。這個實驗證明,在地面上的空氣壓力是760 毫米水銀柱。但當夏天下雨前,因為空氣膨脹,氣壓就下降,不到 760 毫米水銀柱。下雨前氣壓低,所以一些病人會感到不舒服。

在地面上的不同地區,氣壓也不同。原來,在地球上不同的地方,受太陽光的照射很不均勻。赤道一帶，陽光最強,而地球兩極陽光最弱。於是受陽光多的地方,溫度升高,空氣膨脹,空氣作用在單位面積上的壓力就小,而地球兩極的情況正好相反,空氣冷,比重大,壓力就大。於是空氣就從壓力大的地方向壓力小的地方流動,因此地球上總是有風。

在相鄰的兩個地區,空氣壓力差越大,空氣流動就越快,風也就越大。按風力的大小,可以把風劃分成不同的等級。風力大小的標準是按風的速度計算的。我國早就有劃分風力等級的標準。比如,我國唐代時將風力劃分成8級。

一級風為「動葉十裡」，意思是風速是日行十裡，可使樹葉微微翻動;

二級風為「鳴條百裡」，意思是風速日行百裡,可使樹葉沙沙作響;

三級風為「搖枝二百裡」，能使樹枝搖動;四級風為「落葉三百裡」，能刮落樹葉;

五級風為「折枝四百裡」,能使小樹枝折斷;六級風為「折大枝五百裡」,能折斷大樹枝;七級風為「折木飛沙石千裡」,可飛沙走石;

八級風為「拔大樹三千裡」，可將大樹連根拔起。1805年,英國一個叫蒲福的氣象學家,積50年之經驗,把風劃分為13個等級,即零級、1級、2級、3級……12 級。後來的氣象學和氣象預報基本上沿襲了這個標準。這13個級別的風分別稱為:無風、軟風、輕風、微風、和風、清勁風、強風、疾風、大風、烈風、狂風、暴風、颶風,並規定了每級風的速度。分別為:每小時1~5公裡的風為1級風;6~11公裡/小時為2級;12~19公裡/小時為3級;20~28公裡/小時為4級;29~38公裡/小時為5級;39~49公裡/小時為6級;50~61公裡/小時為7級;62~74公裡/小時為8級;75~88公裡/小時9級;89~102公裡/小時為10級;103~117公裡/小時為11級;118~133公裡/小時為12級;12級以上統稱為颶風。

為了使普通的非氣象人員也能辨別風力的大小，氣象工作者把風力等級用便於記憶的順口溜編成一首歌謠:零級無風炊煙上;1級軟風煙稍斜;2 級輕風樹葉響;3級微風樹枝晃;4級和風灰塵起;5 級清風水起波;6級強風大樹搖;7 級疾風步難行;8 級大風樹枝折;9級烈風煙囪毀;10級狂風樹根拔;11級暴風陸上少;12級颶風浪滔天。

由於風和人類的生活有著密切關係,所以在天氣預報中,風力的大小和方向成了必不可少的內容。