Elektrownia szczytowo-pompowa

[Sepression]

Rysunek przedstawia schemat elektrowni szczytowo-pompowej. Wiadomo, że powierzchnia zbiornika S1 jest bardzo duża, znacznie większa niż przekroju rury zasilającej turbinę, która ma stałe pole przekroju, S2 = 1 m2. Wiadomo, że głębokość zbiornika wynosi h = 20 m, a spadek od dna zbiornika do wylotu wody na turbinę wynosi H = 400 m.
A) Oblicz maksymalne pole przekroju S3 wylotu wody, przy której nigdzie w systemie nie dochodzi do zjawiska kawitacji, czyli w przybliżeniu, gdy nigdzie w systemie ciśnienie nie spada do wartości zerowej
B) Oblicz maksymalną moc turbiny, czyli maksymalną energię kinetyczną wody wypływającej w ciągu jednej sekundy z S3

UWAGA:W obliczeniach przyjmij, że przyśpieszenie ziemskie wynosi g = 10 m/s2 , gęstość wody jest stała i wynosi 1000 kg/m3, ciśnienie atmosferyczne jest takie same na powierzchni zbiornika i na wylocie wody z S3 i wynosi pat = 10^5 Pa